JP2010209829A - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関する。 The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.
自動車用多気筒エンジン等の内燃機関においては、ポンピングロス低減による燃費改善を意図して、吸気通路に設けられたスロットルバルブを可能な限り全開としつつ、バルブリフト可変機構による吸気バルブの最大リフト量及び作動角の可変を通じて同機関の吸入空気量を調整するようにしたものが知られている。ただし、こうした内燃機関においても、低負荷運転時など内燃機関の吸入空気量の要求量が少ない場合には、バルブリフト可変機構による吸気バルブの最大リフト量及び作動角の可変だけでは吸入空気量を要求量まで減量しきれないため、スロットルバルブの全開から閉じ側への駆動も併せて行って吸入空気量の要求量への減量が図られる。また、バルブリフト可変機構の固着異常により、吸気バルブの最大リフト量及び作動角を小さくして内燃機関の吸入空気量を要求量まで減量できなくなった場合などにも、スロットルバルブの全開から閉じ側への駆動により吸入空気量の要求量への減量が図られる。 In an internal combustion engine such as a multi-cylinder engine for automobiles, the maximum lift amount of the intake valve by the variable valve lift mechanism is set while opening the throttle valve provided in the intake passage as much as possible to improve fuel efficiency by reducing pumping loss. Further, there is known a system in which the intake air amount of the engine is adjusted through variable operation angle. However, even in such an internal combustion engine, when the required amount of intake air amount of the internal combustion engine is small, such as during low-load operation, the intake air amount can be reduced only by changing the maximum lift amount and operating angle of the intake valve by the variable valve lift mechanism. Since the amount cannot be reduced to the required amount, the throttle valve is driven from the fully open position to the closed side to reduce the intake air amount to the required amount. In addition, even when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve cannot be reduced due to the sticking abnormality of the variable valve lift mechanism, the intake air amount of the internal combustion engine cannot be reduced to the required amount. The intake air amount is reduced to the required amount by driving to.
上記のように内燃機関の吸入空気量が調整されると、その吸入空気量等に基づき同機関の空燃比等を考慮して燃料噴射弁からの燃料噴射が行われ、空気と燃料とからなる混合気の燃焼により内燃機関が駆動される。内燃機関での燃料燃焼後の排気に関しては、排気通路に設けられた触媒コンバータの三元触媒にて排気中のCO、HCの酸化及びNOx の還元が行われ、それらを無害なCO2、H2O、N2 とすることで浄化が図られている。こうした三元触媒による排気の浄化、即ちCO、HCの酸化及びNOx の還元は、理論空燃比での混合気の燃焼がなされたときの触媒雰囲気の酸素濃度において最も効果的に行われる。このため、上記内燃機関では、同機関の実空燃比を理論空燃比とする空燃比フィードバック制御が行われる。 When the intake air amount of the internal combustion engine is adjusted as described above, the fuel injection from the fuel injection valve is performed in consideration of the air-fuel ratio of the engine based on the intake air amount and the like, and consists of air and fuel. The internal combustion engine is driven by the combustion of the air-fuel mixture. Regarding exhaust after combustion of fuel in an internal combustion engine, oxidation of CO, HC and reduction of NOx in the exhaust is performed by a three-way catalyst of a catalytic converter provided in an exhaust passage, and these are harmless CO2, H2O, Purification is achieved by using N2. Exhaust gas purification by such a three-way catalyst, that is, oxidation of CO and HC and reduction of NOx is most effectively performed at the oxygen concentration of the catalyst atmosphere when the air-fuel mixture is burned at the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, in the internal combustion engine, air-fuel ratio feedback control is performed in which the actual air-fuel ratio of the engine is the stoichiometric air-fuel ratio.
内燃機関の実空燃比を理論空燃比とする空燃比フィードバック制御は、排気通路に設けられて排気中の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサを用い、同センサの出力に基づき内燃機関の燃料噴射量を補正することによって実現される。 Air-fuel ratio feedback control in which the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine is the stoichiometric air-fuel ratio uses a sensor that is provided in the exhaust passage and outputs a signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas. This is realized by correcting the injection amount.
具体的には、上記センサの出力と同出力における同機関の実空燃比を理論空燃比としたときの値である目標値との偏差に基づき増減するフィードバック補正値を用いて内燃機関の燃料噴射量が補正される。すなわち、上記センサの出力が目標値に対しリッチ側の値である場合にはフィードバック補正値が小さくされて同補正値に基づき燃料噴射量が減量補正され、上記センサの出力が目標値に対しリーン側の値である場合にはフィードバック補正値が大きくされて同補正値に基づき燃料噴射量が増量補正される。こうしたフィードバック補正値に基づく燃料噴射量の増減補正を通じて、内燃機関における実空燃比の理論空燃比に対する瞬時のずれが抑制され、実空燃比が理論空燃比へと制御される。 Specifically, the fuel injection of the internal combustion engine is performed using a feedback correction value that increases or decreases based on a deviation from a target value that is a value obtained when the actual air-fuel ratio of the engine at the same output as the theoretical air-fuel ratio at the same output. The amount is corrected. That is, when the output of the sensor is a value on the rich side with respect to the target value, the feedback correction value is reduced and the fuel injection amount is corrected to decrease based on the correction value, and the output of the sensor is lean relative to the target value. If the value is a value on the side, the feedback correction value is increased, and the fuel injection amount is corrected to increase based on the correction value. Through the increase / decrease correction of the fuel injection amount based on the feedback correction value, an instantaneous deviation of the actual air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio in the internal combustion engine is suppressed, and the actual air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio.
また、内燃機関の吸気系や燃料供給系等には製造ばらつきや経時変化が生じ、それに起因して同機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれが生じる。こうした実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれを補償することを意図して、上記フィードバック補正値に基づき上記定常的なずれに対応する値となるようにフィードバック学習値の学習を行い、その学習値を用いて内燃機関の燃料噴射量を補正することも行われる。そして、このフィードバック学習値に基づく燃料噴射量の補正を通じて、実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれが補償される。 In addition, manufacturing variations and changes with time occur in the intake system and fuel supply system of the internal combustion engine, and as a result, a steady deviation of the actual air-fuel ratio of the engine from the stoichiometric air-fuel ratio occurs. The feedback learning value is learned so as to be a value corresponding to the steady deviation based on the feedback correction value, with the intention of compensating for the steady deviation of the actual air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio. The fuel injection amount of the internal combustion engine is also corrected using the learned value. Then, through the correction of the fuel injection amount based on the feedback learning value, the steady deviation of the actual air fuel ratio from the theoretical air fuel ratio is compensated.
以上のように、フィードバック補正値及びフィードバック学習値を求め、それらに基づく燃料噴射量の補正を行うことにより、内燃機関の実空燃比を理論空燃比とする空燃比フィードバック制御が実現される。 As described above, the feedback correction value and the feedback learning value are obtained, and the fuel injection amount is corrected based on the feedback correction value, thereby realizing air-fuel ratio feedback control in which the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine is the stoichiometric air-fuel ratio.
ところで、バルブリフト可変機構による吸気バルブの最大リフト量及び作動角の可変を通じて吸入空気量の調整を行う内燃機関では、実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれの原因として、吸気バルブ回りの組み付け誤差や同バルブへのデポジットの堆積により、吸気通路の燃焼室との接続部分の通路面積が適正値からずれるということもあげられる。こうした原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれは、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときに生じることとなる。 By the way, in an internal combustion engine that adjusts the intake air amount by varying the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve by the variable valve lift mechanism, as a cause of steady deviation of the actual air fuel ratio from the theoretical air fuel ratio, It is also possible that the passage area of the connection portion of the intake passage with the combustion chamber deviates from an appropriate value due to assembly errors and deposits deposited on the valve. The steady deviation of the actual air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio due to such a cause occurs when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small.
これは、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときには、内燃機関の吸入空気量が少なくなる関係から、上記原因による同機関の吸入空気量の適正値に対するずれ量の吸入空気量全体に占める割合が大きくなり、それが実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれとして表れるためである。一方、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きいときには、内燃機関の吸入空気量が多くなる関係から、上記原因による同機関の吸入空気量の適正値に対するずれ量の吸入空気量全体に占める割合が小さくなり、それが実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれとして表れにくくなる。 This is because when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small, the intake air amount of the internal combustion engine decreases, and therefore, the deviation amount with respect to the appropriate value of the intake air amount of the engine due to the above cause occupies the entire intake air amount. This is because the ratio increases and this appears as a steady deviation of the actual air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, since the intake air amount of the internal combustion engine increases when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve are large, the ratio of the deviation amount to the appropriate value of the intake air amount of the engine due to the above cause to the entire intake air amount Becomes smaller and does not appear as a steady deviation of the actual air-fuel ratio with respect to the theoretical air-fuel ratio.
上記原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに関しても、フィードバック学習値の学習を行い、同学習値に基づき燃料噴射量を補正することによって、補償を図ることが可能である。 Compensation can also be achieved for the steady deviation of the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine from the above cause with respect to the stoichiometric air-fuel ratio by learning the feedback learning value and correcting the fuel injection amount based on the learning value. is there.
ただし、バルブリフト可変機構による吸気バルブの最大リフト量及び作動角の可変を通じて吸入空気量の調整を行う内燃機関では、機関運転状態に応じた同機構の駆動により、吸気バルブの最大リフト量及び作動角をフィードバック学習値の学習を行ったときの値と異なる値に調整した状態で運転される可能性がある。このように、吸気バルブの最大リフト量及び作動角をフィードバック学習値の学習を行ったときの値と異なる値に調整した状態で機関運転が行われる状況下では、フィードバック学習値が上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応した値として不適切なものとなる。これは、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が変化すると、内燃機関の吸入空気量が変化して上記原因による同機関の吸入空気量の適正値に対するずれ量の吸入空気量全体に占める割合も変化し、それによって上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれへの影響の大きさが変わるためである。このため、上記フィードバック学習値を用いて燃料噴射量を補正して上記定常的なずれの補償を図ろうとしても、その補償を的確に行えないおそれがある。 However, in an internal combustion engine that adjusts the intake air amount by varying the maximum lift amount and operating angle of the intake valve by the variable valve lift mechanism, the maximum lift amount and operation of the intake valve are controlled by driving the mechanism according to the engine operating state. There is a possibility that the vehicle is operated in a state where the angle is adjusted to a value different from the value when the feedback learning value is learned. Thus, in a situation where the engine is operated with the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve adjusted to values different from the values when learning the feedback learning values, the feedback learning values are caused by the above causes. This is inappropriate as a value corresponding to a steady deviation of the air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio. This is because when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve change, the intake air amount of the internal combustion engine changes, and the ratio of the deviation amount to the appropriate value of the intake air amount of the engine due to the above causes to the total intake air amount is also This is because the magnitude of the influence of the actual air-fuel ratio on the steady-state deviation from the theoretical air-fuel ratio due to the above causes changes. For this reason, even if an attempt is made to compensate for the steady deviation by correcting the fuel injection amount using the feedback learning value, there is a possibility that the compensation cannot be performed accurately.
また、上記内燃機関では、低負荷運転時などバルブリフト可変機構による吸気バルブの最大リフト量及び作動角の可変だけでは吸入空気量を要求量まで減量しきれないとき、吸入空気量を要求量まで減量すべくスロットルバルブが全開状態から閉じ側へと駆動される。このため、上記内燃機関では、フィードバック学習値の学習が行われたときのスロットルバルブの開度(吸気圧と対応)と異なる開度(吸気圧)となるよう同バルブが駆動された状態で運転される可能性がある。このように、スロットルバルブの開度をフィードバック学習値の学習を行ったときの値と異なる値に調整した状態で機関運転が行われる状況下では、フィードバック学習値が上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応した値として不適切なものとなる。これは、スロットルバルブが全開状態から閉じ側に駆動されて内燃機関の吸気圧が変化すると、そのときの吸気圧に応じて上記原因による同機関の吸入空気量の適正値に対するずれの大きさが代わり、それに伴い内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれへの影響の大きさも変わるためである。このため、同フィードバック学習値を用いて燃料噴射量を補正して上記定常的なずれの補償を図ろうとしても、その補償を的確に行えないおそれがある。 In addition, in the internal combustion engine, when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve by the variable valve lift mechanism, such as during low load operation, cannot be reduced to the required amount only by varying the intake valve, the intake air amount can be reduced to the required amount. To reduce the amount, the throttle valve is driven from the fully open state to the closed side. Therefore, the internal combustion engine is operated in a state where the valve is driven so that the opening (intake pressure) differs from the opening of the throttle valve (corresponding to the intake pressure) when the learning of the feedback learning value is performed. There is a possibility that. In this way, in a situation where engine operation is performed with the throttle valve opening adjusted to a value different from the value obtained when learning the feedback learning value, the feedback learning value is the theory of the actual air-fuel ratio due to the above cause. It becomes inappropriate as a value corresponding to a steady deviation with respect to the air-fuel ratio. This is because when the throttle valve is driven from the fully open state to the closed side and the intake pressure of the internal combustion engine changes, the magnitude of the deviation from the appropriate value of the intake air amount of the engine due to the above cause depends on the intake pressure at that time. Instead, the magnitude of the influence on the steady deviation of the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine from the stoichiometric air-fuel ratio changes accordingly. For this reason, even if it is attempted to compensate for the steady deviation by correcting the fuel injection amount using the feedback learning value, there is a possibility that the compensation cannot be performed accurately.
このような不具合に対処すべく、特許文献1に示されるように、フィードバック学習値の学習を行うことが考えられる。
この特許文献1では、フィードバック学習値が、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときに対応する第1学習値と、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値と、現在の吸気バルブの最大リフト量及び作動角並びに現在の内燃機関の吸気圧に基づき可変設定される補間補正値とを用いて算出される。
In order to deal with such a problem, it is conceivable to learn a feedback learning value as disclosed in
In this
なお、上記第1学習値としては例えば吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最小値となったときに対応する値が用いられ、上記第2学習値としては例えば吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大値となったときに対応する値が用いられる。そして、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいとき(特許文献1では最小値となったとき)には、フィードバック補正値に基づき上記第1学習値を更新することにより、フィードバック学習値を上記原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値とするための同学習値の学習が行われる。一方、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きいとき(特許文献1では最大値となったとき)には、フィードバック補正値に基づき上記第2学習値を更新することにより、フィードバック学習値を上記原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値とするための同学習値の学習が行われる。 As the first learning value, for example, a value corresponding to the maximum lift amount and operating angle of the intake valve becomes a minimum value, and as the second learning value, for example, the maximum lift amount and operation of the intake valve are used. The value corresponding to the maximum angle is used. When the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve are small (when the minimum value is found in Patent Document 1), the feedback learning value is updated by updating the first learning value based on the feedback correction value. The learning value is learned to obtain a value corresponding to a steady deviation of the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine from the cause with respect to the theoretical air-fuel ratio. On the other hand, when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve are large (when the maximum value is reached in Patent Document 1), the feedback learning value is updated by updating the second learning value based on the feedback correction value. The learning value is learned to obtain a value corresponding to a steady deviation of the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine from the cause with respect to the theoretical air-fuel ratio.
フィードバック学習値の算出には、上記第1学習値及び上記第2学習値の他、現在の吸気バルブの最大リフト量及び作動角、並びに現在の内燃機関の吸気圧に基づき可変設定される補間補正値が用いられる。このため、算出されたフィードバック学習値を吸気バルブの最大リフト量及び作動角、並びに吸気圧に対応した値とすることが可能になる。以下、上記補間補正値の算出態様について述べる。 In calculating the feedback learning value, in addition to the first learning value and the second learning value, interpolation correction that is variably set based on the current maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the current intake pressure of the internal combustion engine A value is used. Therefore, the calculated feedback learning value can be a value corresponding to the maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the intake pressure. Hereinafter, the calculation mode of the interpolation correction value will be described.
吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きくなるほど、フィードバック学習値の算出に用いられる補間補正値が小さくされ、第1学習値や第2学習値の更新に対するフィードバック学習値の変化の感度が小さくされる。これは、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きくなって吸入空気量が多くなるほど、上記原因による吸入空気量の適正値に対するずれ量の吸入空気量全体に占める割合が小さくなり、上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれへの影響が小さくなることから、それに対応してフィードバック学習値の学習を行うためである。また、スロットルバルブが閉じ側に駆動されて内燃機関の吸気圧が低下するほど、フィードバック学習値の算出に用いられる上記補間補正値が小さくされ、第1学習値や第2学習値の更新に対するフィードバック学習値の変化の感度が小さくされる。これは、スロットルバルブが閉じ側に駆動されて内燃機関の吸気圧が低下するほど、上記原因による同機関の吸入空気量の適正値に対するずれにおける内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれへの影響が小さくなり、それに対応するようにフィードバック学習値の学習を行うためである。 As the maximum lift amount and operating angle of the intake valve increase, the interpolation correction value used for calculating the feedback learning value is reduced, and the sensitivity of the change in the feedback learning value with respect to the update of the first learning value or the second learning value is reduced. The This is because as the maximum lift amount and operating angle of the intake valve increase and the intake air amount increases, the ratio of the deviation amount to the appropriate value of the intake air amount due to the above cause decreases in the entire intake air amount. This is because the influence of the actual air-fuel ratio on the steady-state deviation from the stoichiometric air-fuel ratio becomes small, so that the feedback learning value is learned accordingly. Further, as the intake valve of the internal combustion engine decreases as the throttle valve is driven to the closed side, the interpolation correction value used for calculating the feedback learning value is reduced, and feedback for updating the first learning value and the second learning value is performed. The sensitivity of learning value changes is reduced. This is because, as the throttle valve is driven to the closed side and the intake pressure of the internal combustion engine decreases, the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine with respect to the stoichiometric air-fuel ratio in the deviation from the appropriate value of the intake air amount of the engine due to the above causes This is because the influence on the shift is reduced and the feedback learning value is learned so as to correspond to the influence.
以上のように補間補正値を算出し、その補間補正値を用いてフィードバック学習値を算出することにより、次のような効果が得られる。すなわち、吸気バルブの最大リフト量及び作動角、並びにスロットルバルブの開度をフィードバック学習値の学習を行ったときの値と異なる値に調整した状態で機関運転が行われる状況下において、フィードバック学習値が上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応した値として不適切なものとなることが抑制される。このため、同フィードバック学習値を用いて燃料噴射量を補正して上記定常的なずれの補償を図ろうとしても、その補償を的確に行えないという不具合が生じることは抑制される。 By calculating the interpolation correction value as described above and calculating the feedback learning value using the interpolation correction value, the following effects can be obtained. In other words, the feedback learning value under the situation where the engine is operated in a state where the maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the opening of the throttle valve are adjusted to values different from the values when learning the feedback learning value. Is suppressed from becoming inappropriate as a value corresponding to a steady shift of the actual air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio due to the above cause. For this reason, even if it is intended to compensate for the steady deviation by correcting the fuel injection amount using the feedback learning value, it is possible to suppress a problem that the compensation cannot be performed accurately.
次に、上記原因による上記実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに関して、その補償を図るための具体的な手順について述べる。
上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれは、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときに表れる。このとき、上記定常的なずれに対応して変化するフィードバック補正値に基づき第1学習値が更新されるとともに、現在の吸気バルブの最大リフト量及び作動角並びに現在の吸気圧に基づき補間補正値が算出される。そして、それら第1学習値及び補間補正値等を用いてフィードバック学習値を算出することにより、フィードバック学習値の上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値への学習が行われる。こうして学習されたフィードバック学習値に基づき燃料噴射量を補正することにより、上記定常的なずれに対する補償が図られるようになる。
Next, a specific procedure for compensating for the steady deviation of the actual air-fuel ratio from the above cause with respect to the theoretical air-fuel ratio will be described.
The steady deviation of the actual air fuel ratio from the theoretical air fuel ratio due to the above causes appears when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small. At this time, the first learning value is updated based on the feedback correction value that changes corresponding to the steady deviation, and the interpolation correction value based on the current maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the current intake pressure. Is calculated. Then, by calculating the feedback learning value using the first learning value, the interpolation correction value, etc., learning to a value corresponding to the steady deviation of the actual air-fuel ratio from the actual air-fuel ratio due to the above cause of the feedback learning value. Is done. By correcting the fuel injection amount based on the learned feedback value in this way, compensation for the steady deviation can be achieved.
ただし、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さくされ、更にスロットルバルブが全開状態から閉じ側に駆動されているとき、フィードバック補正量に基づき第1学習値が更新されて上記のようにフィードバック学習値の学習が行われると、次のような不具合を招くおそれがある。すなわち、学習されたフィードバック学習値が上記原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値として精度の低い値となるおそれがある。 However, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are reduced and the throttle valve is driven from the fully open state to the closed side, the first learning value is updated based on the feedback correction amount and feedback learning is performed as described above. When learning of values is performed, the following problems may occur. That is, the learned feedback learning value may be a low-accuracy value as a value corresponding to a steady deviation of the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine from the theoretical cause with respect to the theoretical air-fuel ratio.
ここで、上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれが生じている場合、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときにフィードバック学習値が上記定常的なずれに対応する値となるよう同学習値を精度良く学習するためには、スロットルバルブをほぼ全開とした状態でフィードバック学習値の学習を行うことが重要である。従って、上述したようにスロットルバルブが全開よりも閉じ側に駆動された状態、且つ吸気バルブの最大リフト量及び作動角の小さい状態で、第1学習値の更新によるフィードバック学習値の学習が行われると、そのフィードバック学習値が上記定常的なずれに対応した値となるよう同学習値を学習することが困難になる。 Here, when there is a steady deviation of the actual air fuel ratio from the theoretical air fuel ratio due to the above cause, the feedback learning value is a value corresponding to the steady deviation when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small. In order to learn the same learning value with high accuracy, it is important to learn the feedback learning value with the throttle valve almost fully open. Therefore, as described above, the learning of the feedback learning value is performed by updating the first learning value in a state where the throttle valve is driven closer to the closing side than the fully opened state and the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small. Then, it becomes difficult to learn the learning value so that the feedback learning value becomes a value corresponding to the steady deviation.
これは、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときにスロットルバルブが全開よりも閉じ側に駆動された状態では、内燃機関の吸入空気量の調整を行ううえでのスロットルバルブ開度の調整による分担分が大きくなることが関係している。すなわち、内燃機関の吸入空気量の調整を行う際、その調整のためのスロットルバルブの開度調整による分担分が大きくなるとともに、上記吸入空気量の調整を行うための吸気バルブの最大リフト量及び作動角の調整による分担分が小さくなる。このように、内燃機関の吸入空気量の調整を行うための吸気バルブの最大リフト量及び作動角の調整による分担分が小さくなると、上記原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれへの影響が小さくなる。このため、フィードバック学習値が上記定常的なずれに対応する値となるように、吸気バルブの最大リフト量及び作動角の小さいときに対応する第1学習値をフィードバック補正値に基づき更新し、その第1学習値の更新により上記フィードバック学習値を学習しても、その学習値を精度のよい値とすることが困難になる。 This is because when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small, the throttle valve opening is adjusted to adjust the intake air amount of the internal combustion engine in the state where the throttle valve is driven to the closed side rather than fully open. This is related to the increased share of That is, when adjusting the intake air amount of the internal combustion engine, the share of the throttle valve opening adjustment for the adjustment increases, and the intake valve maximum lift amount for adjusting the intake air amount and The share by adjusting the operating angle is reduced. As described above, when the share by adjusting the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve for adjusting the intake air amount of the internal combustion engine becomes small, the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine due to the above cause becomes steady with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. The effect on slack is reduced. For this reason, the first learning value corresponding to when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve are small is updated based on the feedback correction value so that the feedback learning value becomes a value corresponding to the steady deviation. Even if the feedback learning value is learned by updating the first learning value, it is difficult to make the learning value a highly accurate value.
こうしたフィードバック学習値の精度低下を抑制すべく、特許文献1に示されるように、スロットルバルブが全開状態から閉じ側に駆動されて内燃機関の吸気圧がスロットルバルブ全開時の吸気圧よりも低い値に定められた判定値以下に低下したときには、フィードバック学習値の学習を禁止することが考えられる。このようにフィードバック学習値の学習を禁止することで、スロットルバルブが全開状態から閉じ側に駆動されているときの第1学習値の更新によるフィードバック学習値の学習により、同学習値における上記原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値としての精度が低下することは抑制される。
In order to suppress such a decrease in the accuracy of the feedback learning value, as shown in
特許文献1に示されるように、内燃機関の吸気圧が判定値以下であるときにフィードバック学習値の学習を禁止することで、同学習値における上記原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値としての精度が低下することの抑制が図られるようにはなる。
As shown in
しかし、内燃機関の吸気圧が判定値以下になるときにフィードバック学習値の学習を禁止すると、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときに対応する第1学習値の更新、及び吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値の更新が共に行われなくなる。従って、内燃機関の吸気圧が判定値以下になると、第1学習値のフィードバック補正値に基づく更新によるフィードバック学習値の学習が禁止されるだけでなく、第2学習値のフィードバック補正値の更新によるフィードバック学習値の学習も禁止され、同学習値の学習頻度が低下することは避けられなくなる。このようにフィードバック学習値の学習頻度が低下すると、上記原因以外の原因での実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれが生じている場合には、第2学習値の更新によるフィードバック学習値の学習が行われなくなる分だけ、そのずれに対応する値となるようフィードバック学習値が学習されるまでに時間がかかるようになる。 However, if learning of the feedback learning value is prohibited when the intake pressure of the internal combustion engine becomes equal to or less than the determination value, the update of the first learning value corresponding to when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve are small, and the intake valve The update of the second learning value corresponding to the case where the maximum lift amount and the operating angle are large is not performed. Therefore, when the intake pressure of the internal combustion engine becomes equal to or lower than the determination value, not only learning of the feedback learning value by updating based on the feedback correction value of the first learning value is prohibited, but also by updating of the feedback correction value of the second learning value. Learning of the feedback learning value is also prohibited, and it is inevitable that the learning frequency of the learning value decreases. When the learning frequency of the feedback learning value decreases in this way, if there is a steady deviation of the actual air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio due to causes other than the above causes, the feedback learning value by updating the second learning value It takes time until the feedback learning value is learned so as to be a value corresponding to the deviation, as much as learning of (2) is not performed.
また、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が中負荷運転時の値で固着したような場合、低負荷運転時における内燃機関の吸入空気量の必要量への調整がスロットルバルブの閉じ側への駆動によって実現されるため、内燃機関の吸気圧が判定値以下になってフィードバック学習値の学習が禁止され易くなり、同学習値の学習頻度が一層低下しやすくなる。その結果、フィードバック学習値が上記定常的なずれに対応する値となるように学習されないまま同フィードバック学習値が燃料噴射量の補正に用いられ、それによって内燃機関の実空燃比が理論空燃比からずれたままとなり、三元触媒による効果的な排気浄化を行えなくなるおそれがある。 In addition, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are fixed at the values during medium load operation, the adjustment of the intake air amount of the internal combustion engine during low load operation to the throttle valve closing side Since this is realized by driving, the intake pressure of the internal combustion engine becomes equal to or lower than the determination value, and learning of the feedback learning value is easily prohibited, and the learning frequency of the learning value is further reduced. As a result, the feedback learning value is used for correction of the fuel injection amount without learning so that the feedback learning value becomes a value corresponding to the steady deviation, and thereby the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine is changed from the stoichiometric air-fuel ratio. There is a risk that effective exhaust purification by the three-way catalyst cannot be performed due to the deviation.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スロットルバルブの全開状態から閉じ側への駆動時における第1学習値の更新によるフィードバック学習値の学習により学習精度が低下することを抑制でき、且つフィードバック学習値の学習頻度の低下を抑制することのできる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to improve the learning accuracy by learning the feedback learning value by updating the first learning value when the throttle valve is driven from the fully opened state to the closed side. An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that can suppress a decrease and suppress a decrease in the learning frequency of a feedback learning value.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、吸気通路と燃焼室とを連通・遮断すべく開閉する吸気バルブの最大リフト量及び作動角を可変として吸入空気量を調整するバルブリフト可変機構と、前記吸気通路に設けられて通常時に全開とされる一方で前記バルブリフト可変機構の駆動だけでは吸入空気量を減量しきれないときに全開よりも閉じ側に駆動されるスロットルバルブと、排気通路に設けられて排気中の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサとを備える内燃機関に適用され、前記センサの出力と同出力における同機関の実空燃比を理論空燃比としたときの値である目標値との偏差に基づき増減するフィードバック補正値と、その増減するフィードバック補正値に基づき前記実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値となるよう学習されるフィードバック学習値とを、内燃機関の燃料噴射量に反映させることにより、内燃機関の実空燃比を理論空燃比へと制御する内燃機関の空燃比制御装置において、前記フィードバック学習値は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときに対応する第1学習値と、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値と、現在の吸気バルブの最大リフト量及び作動角並びに現在の内燃機関の吸気圧に基づき可変設定される補間補正値とを用いて算出されるものであり、前記補間補正値は、それに基づき算出される前記フィードバック学習値を現在の吸気バルブの最大リフト量及び作動角、並びに現在の吸気圧に対応する値となるようにすべく、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きくなるほど且つ前記吸気圧が低下するほど前記フィードバック学習値を減少させるよう小さくされるものであり、前記フィードバック学習値を前記実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値とするための同フィードバック学習値の学習は、前記補間補正値が予め定められた判定値以上であるときには前記第1学習値を前記フィードバック補正値に基づき更新することで実現され、前記補間補正値が前記判定値未満であるときには前記第2学習値を前記フィードバック補正値に基づき更新することで実現されるものとした。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the valve lift variable that adjusts the intake air amount by varying the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve that opens and closes to communicate and block the intake passage and the combustion chamber. A throttle valve that is provided in the intake passage and is normally opened while being normally opened while the amount of intake air cannot be reduced only by driving the variable valve lift mechanism; The present invention is applied to an internal combustion engine having a sensor provided in an exhaust passage and outputting a signal corresponding to the oxygen concentration in exhaust gas, and when the actual air-fuel ratio of the engine at the same output as the output of the sensor is a stoichiometric air-fuel ratio. A feedback correction value that increases or decreases based on a deviation from a target value that is a value, and a steady deviation of the actual air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio based on the feedback correction value that increases or decreases. In the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that controls the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine to the stoichiometric air-fuel ratio by reflecting the feedback learning value learned so as to be a value to be applied to the fuel injection amount of the internal combustion engine, The feedback learning value includes a first learning value corresponding to the maximum lift amount and operating angle of the intake valve, a second learning value corresponding to a maximum lift amount and operating angle of the intake valve, Is calculated using an interpolation correction value variably set based on the maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the current intake pressure of the internal combustion engine, and the interpolation correction value is calculated based on the interpolation correction value. The maximum lift of the intake valve is set so that the feedback learning value corresponds to the current maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the current intake pressure. The feedback learning value is reduced as the operating angle increases and the intake pressure decreases, and the feedback learning value corresponds to a steady deviation of the actual air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio. The learning of the feedback learning value to obtain a value is realized by updating the first learning value based on the feedback correction value when the interpolation correction value is greater than or equal to a predetermined determination value. When the value is less than the determination value, the second learning value is updated based on the feedback correction value.
内燃機関においては、吸気バルブ回りの組み付け誤差や同バルブへのデポジットの堆積によって吸気通路の燃焼室との接続部分の通路面積に適正値からのずれが生じ、それが原因となって内燃機関の吸入空気量を少なくすべく吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さくされているときに内燃機関の実空燃比に理論空燃比からの定常的なずれが生じる。こうした実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれを抑制すべく、フィードバック学習値が上記定常的なずれに対応する値となるよう同学習値の学習が行われ、学習後のフィードバック学習値が内燃機関の燃料噴射量に反映される。上記フィードバック学習値の学習について、具体的には、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいとき、上記定常的なずれに対応して変化するフィードバック補正値に基づき、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときに対応した第1学習値を更新することによって実現される。 In an internal combustion engine, an assembly error around the intake valve and deposit accumulation on the valve cause a deviation from an appropriate value in the passage area of the connection portion of the intake passage with the combustion chamber. When the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are reduced to reduce the intake air amount, a steady deviation from the stoichiometric air-fuel ratio occurs in the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine. In order to suppress the steady deviation of the actual air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio, learning of the learning value is performed so that the feedback learning value becomes a value corresponding to the steady deviation, and the feedback learning value after learning becomes This is reflected in the fuel injection amount of the internal combustion engine. Regarding learning of the feedback learning value, specifically, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small, the maximum lift amount of the intake valve and the intake valve are determined based on the feedback correction value that changes corresponding to the steady deviation. This is realized by updating the first learning value corresponding to the small operating angle.
ところで、内燃機関の低負荷運転時や吸気バルブの最大リフト量及び作動角の中負荷運時の値での固着時などには、内燃機関の吸入空気量を要求量まで減量すべく、スロットルバルブが全開状態から閉じ側の値へと駆動される。このようにスロットルバルブが閉じ側に駆動されると、内燃機関の吸気圧が低下し、それに伴いフィードバック学習値の算出に用いられる補間補正値が小さい値とされる。また、この補間補正値に関しては、バルブリフト可変機構の駆動を通じて吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きくされるほど小さい値とされる。上記構成によれば、フィードバック学習値の学習が、吸気バルブの最大リフト量及び作動角並びに内燃機関の吸気圧等に基づき可変設定される上記補間補正値に応じて異なる態様で行われる。 By the way, in order to reduce the intake air amount of the internal combustion engine to the required amount at the time of low load operation of the internal combustion engine or when the maximum lift amount of the intake valve and the operating angle are fixed at the medium load operation value, the throttle valve Is driven from the fully open state to the closed side value. When the throttle valve is driven to the closing side in this way, the intake pressure of the internal combustion engine decreases, and the interpolation correction value used for calculation of the feedback learning value is accordingly reduced. The interpolation correction value is set to a smaller value as the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are increased through driving of the variable valve lift mechanism. According to the above configuration, the learning of the feedback learning value is performed in a different manner depending on the interpolation correction value variably set based on the maximum lift amount and operating angle of the intake valve, the intake pressure of the internal combustion engine, and the like.
すなわち、補間補正値が判定値以上であるときのみ、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときに対応する第1学習値がフィードバック補正値に基づき更新され、それによってフィードバック学習値を上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値とするための同学習値の学習が行われる。なお、補間補正値が判定値よりも大きくなるのは、スロットルバルブが全開もしくはほぼ全開となって内燃機関の吸気圧が高くなり、且つ吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さくなり、それによって補間補正値が大きくなるときである。従って、吸気バルブの最大リフト量及び作動角の小さい状態、且つスロットルバルブが全開状態よりも閉じ側に駆動された状態となるとき、言い換えれば補間補正値が判定値未満となるとき、第1学習値の更新によるフィードバック学習値の学習が行われることはない。そして、そのようなフィードバック学習値の学習が行われるにより、同フィードバック学習値における上記原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値としての精度が低下することは抑制される。 That is, only when the interpolation correction value is greater than or equal to the determination value, the first learning value corresponding to when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve is small is updated based on the feedback correction value. The learning value is learned to obtain a value corresponding to a steady deviation of the actual air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio. Note that the interpolation correction value becomes larger than the determination value because the throttle valve is fully opened or almost fully opened, the intake pressure of the internal combustion engine is increased, and the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are decreased, thereby This is when the interpolation correction value increases. Therefore, when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve are small, and when the throttle valve is driven to the closed side rather than the fully opened state, in other words, when the interpolation correction value is less than the determination value, the first learning is performed. The feedback learning value is not learned by updating the value. And, by learning such a feedback learning value, the accuracy of the feedback learning value as a value corresponding to a steady deviation of the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine from the above cause with respect to the theoretical air-fuel ratio is reduced. It is suppressed.
一方、補間補正値が判定値未満であるときには、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値がフィードバック補正値に基づき更新され、それによってフィードバック学習値を実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値とするための同学習値の学習が実行される。なお、補間補正値が判定値未満となるのは、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きくなり、それによって補間補正値が小さくなるときである。また、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さくても、スロットルバルブが全開状態よりも閉じ側に駆動されて内燃機関の吸気圧が低くなるときには、補間補正値が判定値未満となる可能性が高い。従って、吸気バルブの最大リフト量及び作動角の小さい状態であり、且つスロットルバルブが全開状態よりも閉じ側に駆動された状態であるときには、吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値の更新によるフィードバック学習値の学習を行うことが可能になる。このため、上記のような状態のとき第1学習値の更新によるフィードバック学習値の学習、及び第2学習値の更新によるフィードバック学習値の学習が共に禁止され、それによって同学習値の学習頻度が低下することは抑制される。詳しくは、上記原因以外の原因による内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれが生じている場合に、上記学習の禁止により第2学習値の更新を行えない分だけ、上記フィードバック学習値の学習頻度が低下するということは抑制される。その結果、上記定常的なずれに対応する値となるようフィードバック学習値が学習されるまでに時間がかかるという不具合が生じることはなくなる。 On the other hand, when the interpolation correction value is less than the determination value, the second learning value corresponding to the maximum lift amount and operating angle of the intake valve is updated based on the feedback correction value, whereby the feedback learning value is changed to the actual air-fuel ratio. Learning of the learning value is executed to obtain a value corresponding to a steady deviation with respect to the theoretical air-fuel ratio. Note that the interpolation correction value is less than the determination value when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve are increased, thereby reducing the interpolation correction value. Even if the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small, the interpolation correction value may be less than the judgment value when the throttle valve is driven to the closed side rather than the fully opened state and the intake pressure of the internal combustion engine becomes low. Is expensive. Therefore, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small and the throttle valve is driven to the closed side rather than the fully opened state, it corresponds to the case where the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are large. It is possible to learn the feedback learning value by updating the second learning value. For this reason, in the state as described above, learning of the feedback learning value by updating the first learning value and learning of the feedback learning value by updating the second learning value are both prohibited, and the learning frequency of the learning value is thereby reduced. Decreasing is suppressed. Specifically, when there is a steady deviation of the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine from the cause other than the above-described cause to the stoichiometric air-fuel ratio, the feedback is made by the amount that the second learning value cannot be updated due to the prohibition of learning. It is suppressed that the learning frequency of a learning value falls. As a result, there is no problem that it takes time until the feedback learning value is learned so as to be a value corresponding to the steady deviation.
以上により、スロットルバルブが全開状態から閉じ側への駆動された状態での第1学習値の更新に基づくサブフィードバック学習値の学習により同学習値の学習精度が低下することを抑制でき、且つ上記状態での第2学習値の更新に基づくサブフィードバック学習値の学習により同学習値の学習頻度の低下を抑制することができるようになる。 As described above, it is possible to suppress the learning accuracy of the learning value from being lowered by learning the sub feedback learning value based on the update of the first learning value in the state where the throttle valve is driven from the fully open state to the closed side, and The learning of the sub-feedback learning value based on the update of the second learning value in the state can suppress the decrease in the learning frequency of the learning value.
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記第1学習値は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最小値になるときに対応する値であり、前記第2学習値は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大値になるときに対応する値であり、前記補間補正値は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角、並びに前記吸気圧に基づき「0」から「1.0」の範囲で可変とされ、前記最大リフト量及び作動角が大きくなるほど「0」に向けて小さくなるとともに、前記吸気圧が低くなるほど「0」に向かって小さくなるものであり、前記フィードバック学習値は、同学習値を「SG」とし、前記第1学習値を「A」とし、前記第2学習値を「B」とし、前記補間補正値を「K」としたとき、次の式「SG=B+(A−B)・K」を用いて算出されるものであり、前記判定値は、前記補間補正値における「0」から「1.0」までの可変設定範囲のうち使用頻度の高い範囲の中央または中央付近の値に定められていることを要旨とした。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first learning value is a value corresponding to a maximum lift amount and an operating angle of the intake valve that are minimum values, and the second learning value. The value is a value corresponding to the maximum lift amount and operating angle of the intake valve reaching a maximum value, and the interpolation correction value is based on the maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the intake pressure. It is variable in the range of “0” to “1.0”, and decreases toward “0” as the maximum lift amount and operating angle increase, and decreases toward “0” as the intake pressure decreases. The feedback learning value is “SG”, the first learning value is “A”, the second learning value is “B”, and the interpolation correction value is “K”. Then, the following formula “SG = B + (A− ) · K ”, and the determination value is the center or near the center of the frequently used range of the variable correction range from“ 0 ”to“ 1.0 ”in the interpolation correction value. The gist is that the value of
上記構成によれば、判定値が補間補正値における「0」から「1.0」までの可変設定範囲のうち使用頻度の高い範囲の中央または中央付近の値に定められているため、補間補正値が判定値以上になる機会と判定値未満になる機会とが均等に生じる可能性が高い。従って、補間補正値が判定値以上になって第1学習値の更新によるフィードバック学習値の学習が行われる頻度と、補間補正値が判定値未満になって第2学習値の更新によるフィードバック学習値の学習が行われる頻度との均等化を図ることができる。 According to the above configuration, since the determination value is set to a value in the center or near the center of the frequently used range of the variable setting range from “0” to “1.0” in the interpolation correction value, the interpolation correction is performed. There is a high possibility that the opportunity for the value to be greater than or equal to the determination value and the opportunity for the value to be less than the determination value occur equally. Therefore, the frequency at which learning of the feedback learning value is performed by updating the first learning value when the interpolation correction value is greater than or equal to the determination value, and the feedback learning value by updating the second learning value when the interpolation correction value is less than the determination value Can be equalized with the frequency of learning.
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の発明において、前記内燃機関は、複数の気筒を有するものであり、前記センサは、前記気筒に各々繋がる排気通路の集合部分とそれよりも下流側の触媒との間に設けられたセンサ、及び前記触媒よりも下流側に設けられたセンサであり、前記フィードバック補正値は、前記触媒よりも下流側のセンサの出力と前記目標値との偏差に基づき増減し、前記触媒よりも上流側のセンサの出力に基づき内燃機関の実空燃比を理論空燃比とするための燃料噴射量の補正値として算出されて同燃料噴射量の補正に用いられるメインフィードバック補正値に反映されるサブフィードバック補正値であり、前記フィードバック学習値は、前記サブフィードバック補正値に基づき、内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値となるよう学習されて前記メインフィードバック補正値に反映されるサブフィードバック学習値であることを要旨とした。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the internal combustion engine has a plurality of cylinders, and the sensor includes a collection portion of exhaust passages connected to the cylinders, and more than that. A sensor provided between the catalyst on the downstream side and a sensor provided on the downstream side of the catalyst, and the feedback correction value is an output between the sensor output downstream of the catalyst and the target value. It is increased or decreased based on the deviation, and is calculated as a fuel injection amount correction value for making the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine the stoichiometric air-fuel ratio based on the output of the sensor upstream of the catalyst, and is used for correcting the fuel injection amount A sub-feedback correction value reflected in the main feedback correction value, and the feedback learning value is based on the sub-feedback correction value. It was summarized in that a sub-feedback learning value is learned to be a value corresponding to the stationary difference is reflected in the main feedback correction value for.
上記構成によれば、メインフィードバック補正値による燃料噴射量の補正により、内燃機関における実空燃比の理論空燃比への制御が行われる。そして、メインフィードバック補正値は、触媒よりも上流側であって各気筒に繋がる排気通路の集合部分の近くに設けられたセンサの出力に基づき算出される。このように設けられた同センサに対する各気筒から順に送り出された排気の当たり方は、各気筒からの排気毎に異なるものとなることは避けられない。また、各気筒からの排気に含まれる酸素濃度は、それら各気筒での燃料の燃焼状態によって異なるものとなる。このため、同センサの出力に関しては同センサに当たる排気が各気筒のうちのいずれからの排気かによって大きく変動し、それに合わせてメインフィードバック補正値も頻繁に且つ大きく変動する。 According to the above configuration, the actual air-fuel ratio in the internal combustion engine is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio by correcting the fuel injection amount with the main feedback correction value. The main feedback correction value is calculated based on the output of a sensor provided on the upstream side of the catalyst and in the vicinity of the collective portion of the exhaust passage connected to each cylinder. In this way, it is inevitable that the way the exhaust gas sent out from each cylinder in order with respect to the sensor provided in this way differs for each exhaust gas from each cylinder. Further, the oxygen concentration contained in the exhaust gas from each cylinder varies depending on the combustion state of the fuel in each cylinder. For this reason, the output of the sensor largely fluctuates depending on whether the exhaust corresponding to the sensor is exhausted from any of the cylinders, and the main feedback correction value fluctuates frequently and greatly accordingly.
ここで仮に、内燃機関における実空燃比と理論空燃比との定常的なずれを上記メインフィードバック補正値に基づき学習値として学習しようとした場合について考えてみると、そのメインフィードバック補正値は上述した理由により頻繁に且つ大きく変動するものであることから、学習した学習値が上記定常的なずれに対応する値として必ずしも精度の高い値にできるとは限らない。このことから、触媒よりも上流側のセンサの出力における上記理由での大きな変動に起因したメインフィードバック補正値の頻繁かつ大きな変動を抑制すること、及び、メインフィードバック補正値による燃料噴射量の補正を通じての空燃比制御精度の触媒による影響を除去すること、等々を目的として、メインフィードバック補正値に対し、触媒よりも下流側のセンサの出力に基づき増減するサブフィードバック補正値、及び同サブフィードバック補正値に基づき学習されるサブフィードバック学習値の反映が行われる。 Here, assuming that a steady deviation between the actual air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio in an internal combustion engine is to be learned as a learning value based on the main feedback correction value, the main feedback correction value is as described above. Since it is frequently and greatly fluctuates for a reason, the learned value is not always highly accurate as a value corresponding to the steady deviation. From this, it is possible to suppress frequent and large fluctuations in the main feedback correction value due to the large fluctuations for the above reason in the output of the sensor upstream from the catalyst, and through correction of the fuel injection amount by the main feedback correction value. The sub-feedback correction value that increases or decreases based on the output of the sensor downstream of the catalyst, and the sub-feedback correction value with respect to the main feedback correction value for the purpose of removing the influence of the air-fuel ratio control accuracy of the catalyst, etc. The sub-feedback learning value learned based on is reflected.
ここで、触媒よりも下流側のセンサの出力に関しては、同センサが排気通路における上記集合部分に対し下流側に離れて位置しているため、同センサに対する各気筒から順に送り出された排気の当たり方が各気筒からの排気毎に異なるものとはなりにくく、上記排気の当たり方の違いによる影響を受けにくい。従って、同センサからの出力に基づき増減するサブフィードバック補正値、及び同サブフィードバック補正値に基づき学習されるサブフィードバック学習値をメインフィードバック補正値に反映させることで、メインフィードバック補正値の上述した頻繁かつ大きな変動を抑制することが可能になる。また、同センサの出力は触媒を通過した後の排気中の酸素濃度に対応した値となるため、上記サブフィードバック補正値及びサブフィードバック学習値をメインフィードバック補正値に反映させることで、メインフィードバック補正値による燃料噴射量の補正を通じての空燃比制御精度の触媒による影響を除去することも可能になる。 Here, regarding the output of the sensor on the downstream side of the catalyst, since the sensor is located on the downstream side with respect to the collective portion in the exhaust passage, the contact of the exhaust sent out sequentially from each cylinder to the sensor. This is unlikely to be different for each exhaust from each cylinder, and is not easily affected by the difference in how the exhaust hits. Accordingly, the sub feedback correction value that increases or decreases based on the output from the sensor and the sub feedback learning value that is learned based on the sub feedback correction value are reflected in the main feedback correction value, so that the main feedback correction value described above is frequently used. In addition, large fluctuations can be suppressed. In addition, since the output of the sensor becomes a value corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas after passing through the catalyst, the sub feedback correction value and the sub feedback learning value are reflected in the main feedback correction value, thereby correcting the main feedback correction. It is also possible to remove the influence of the catalyst on the air-fuel ratio control accuracy through the correction of the fuel injection amount by the value.
上記構成によれば、こうしたサブフィードバック学習値の学習に関して、請求項1記載の発明と同等の効果が得られるようになる。従って、サブフィードバック学習値の反映されたメインフィードバック補正値による燃料噴射量の補正を行い、それによって内燃機関の実空燃比と理論空燃比との定常的なずれの補償を行うことで、その補償を的確に行うことができるようになる。 According to the above configuration, an effect equivalent to that of the first aspect of the invention can be obtained with respect to learning of such a sub-feedback learning value. Accordingly, the fuel injection amount is corrected by the main feedback correction value reflecting the sub-feedback learning value, thereby compensating for the steady deviation between the actual air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio of the internal combustion engine. Can be performed accurately.
以下、本発明を自動車用四気筒エンジンの空燃比制御装置に具体化した一実施形態を図1〜図11に従って説明する。
図1に示されるエンジン1においては、その燃焼室2に繋がる吸気通路3にスロットルバルブ13が開閉可能に設けられており、同吸気通路3を通じて燃焼室2に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁4から噴射された燃料が同燃焼室2に供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ5による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン6が往復移動し、エンジン1の出力軸であるクランクシャフト7が回転する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an air-fuel ratio control apparatus for an automobile four-cylinder engine will be described with reference to FIGS.
In the
一方、燃焼室2にて燃焼した後の混合気は、排気として各燃焼室2から排気通路8に送り出され、同排気通路8に設けられた触媒コンバータ16の三元触媒にて浄化された後に外部に放出される。この三元触媒は、触媒雰囲気の酸素濃度が理論空燃比での混合気の燃焼時の値になるとき、排気中の有害成分(HC,CO,NOx)のすべてを最も効果的に除去できるものである。
On the other hand, the air-fuel mixture after combustion in the
また、排気通路8において、触媒コンバータ16の上流側及び下流側にはそれぞれ排気中の酸素濃度に応じたリニアな検出信号を出力する空燃比センサ17,18が設けられている。より詳しくは、上記空燃比センサ17は図2に示されるようにエンジン1における四つの気筒#1,#2,#3,#4の燃焼室2に各々繋がる排気通路8の集合部分の近傍であって触媒コンバータ16よりも上流側に設けられ、上記空燃比センサ18は触媒コンバータ16よりも下流側に設けられている。
In the
図1に示されるエンジン1において、燃焼室2と吸気通路3との間は吸気バルブ9の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室2と排気通路8との間は排気バルブ10の開閉動作によって連通・遮断される。これら吸気バルブ9及び排気バルブ10に関しては、クランクシャフト7の回転が伝達される吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12の回転に伴い開閉動作する。また、エンジン1には、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角を可変とするバルブリフト可変機構14が設けられている。このバルブリフト可変機構14は、電動モータ15の所定回転角範囲内での回転駆動を通じて、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角を図3に示されるように互いに同期して変化させるものである。
In the
次に、本実施形態における空燃比制御装置の電気的構成について、図1を参照して説明する。
この空燃比制御装置は、エンジン1に関する各種制御を実行する電子制御装置21を備えている。電子制御装置21は、上記制御に係る各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果等が一時記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
Next, the electrical configuration of the air-fuel ratio control apparatus in the present embodiment will be described with reference to FIG.
The air-fuel ratio control device includes an
電子制御装置21の入力ポートには、上記空燃比センサ17,18の他、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル27の踏み込み量(アクセル踏込量)を検出するアクセルポジションセンサ28。
In addition to the air-
An
・吸気通路3に設けられたスロットルバルブ13の開度(スロットル開度)を検出するスロットルポジションセンサ30。
・吸気通路3を通じて燃焼室2に吸入される空気の量を検出するエアフローメータ32。
A
An air flow meter 32 for detecting the amount of air taken into the
・吸気通路3内におけるスロットルバルブ13よりも下流側の圧力(吸気圧)を検出する吸気圧センサ33。
・クランクシャフト7の回転に対応する信号を出力し、エンジン回転速度の算出等に用いられるクランクポジションセンサ34。
An
A crank
・電動モータ15の上記所定回転角範囲内の値となる回転角を検出するための位置センサ35。
電子制御装置21の出力ポートには、燃料噴射弁4、スロットルバルブ13、及び電動モータ15の駆動回路等が接続されている。
A
The output port of the
そして、電子制御装置21は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき、エンジン回転速度やエンジン負荷(エンジン1の1サイクル当たりに燃焼室2に吸入される空気の量)といったエンジン運転状態を把握する。なお、エンジン回転速度はクランクポジションセンサ34からの検出信号に基づき求められる。また、エンジン負荷は、アクセルポジションセンサ28、スロットルポジションセンサ30、及び、エアフローメータ32等の検出信号に基づき求められるエンジン1の吸入空気量と上記エンジン回転速度とから算出される。電子制御装置21は、エンジン負荷やエンジン回転速度といったエンジン運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうしてエンジン1における燃料噴射量制御、及び吸入空気量制御等が電子制御装置21を通じて実施される。
The
エンジン1の吸入空気量制御は、バルブリフト可変機構14の駆動、及びスロットルバルブ13の開閉によって行われる。詳しくは、エンジン1のポンピングロスを低く抑えることを目的として、可能な限りスロットルバルブ13を全開としつつ、バルブリフト可変機構14の駆動による吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の可変だけで、エンジン1の吸入空気量を要求量へと調整することが行われる。
The intake air amount control of the
スロットルバルブ13を全開としつつバルブリフト可変機構14の駆動だけで吸入空気量を要求量へと制御する際には、それを実現するためのバルブリフト可変機構14の駆動分とスロットルバルブ13の駆動分との割合は、図4の(a)で示されるような割合となる。すなわち、バルブリフト可変機構14の駆動分が「100%」となり、スロットルバルブ13の駆動分が「0%」となる。このようにスロットルバルブ13を全開としたまま吸入空気量を調整することで、吸気圧を大気圧寄りの高い値とすることが可能になり、エンジン1のポンピングロスを低く抑えることが可能になる。
When the intake air amount is controlled to the required amount only by driving the variable
ただし、アイドル運転を含む低負荷運転時などエンジン1における吸入空気量の要求量が少ない運転状態である場合、バルブリフト可変機構14の駆動による吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の可変だけでは吸入空気量を要求量まで減量しきれない。従って、このようなエンジン運転状態のもとでは、バルブリフト可変機構14の駆動に併せて、スロットルバルブ13の全開から閉じ側への駆動も行い、エンジン1における吸入空気量の要求量への減量が図られる。また、バルブリフト可変機構14の固着異常により、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角を小さくして吸入空気量を要求量まで減量できなくなった場合などにも、スロットルバルブ13の全開から閉じ側への駆動により吸入空気量の要求量への減量が図られる。
However, when the
このように吸入空気量を要求量に制御する際には、それを実現するためのバルブリフト可変機構14の駆動分とスロットルバルブ13の駆動分との割合は、例えば、図4の(b)で示されるような割合となる。上記バルブリフト可変機構14の駆動分は吸入空気量の要求量の減少に伴い「100%」よりも小さい値となってゆき、スロットルバルブ13の駆動分は上記要求量の減量に伴い「0%」よりも大きい値となってゆく。このようにスロットルバルブ13の駆動分が多くなるということは、スロットルバルブ13がより閉じ側に駆動されるということを意味し、同バルブ13の駆動を通じてエンジン1の吸気圧が低下することを意味する。
When the intake air amount is controlled to the required amount in this way, the ratio between the drive amount of the variable
エンジン1の燃料噴射量制御は、エンジン回転速度及びエンジン負荷等に基づき、そのときに必要とされる燃料噴射量を指示噴射量Qとして算出し、当該指示噴射量Qに対応する量の燃料が噴射されるよう燃料噴射弁4を駆動することによって実現される。こうした燃料噴射量制御で用いられる指示噴射量Qは、基本燃料噴射量Qbase、メインフィードバック補正値DF、及び、メインフィードバック学習値MG(i) に基づき、以下の式(1)を用いて算出される。
The fuel injection amount control of the
Q=Qbase+DF+MG(i) …(1)
Q :指示噴射量
Qbase :基本燃料噴射量
DF :メインフィードバック補正値
MG(i) :メインフィードバック学習値
ここで、基本燃料噴射量Qbaseは、理論空燃比の混合気を得るために必要な理論上の燃料噴射量であって、エアフローメータ32からの検出信号等に基づき求められるエンジン1の吸入空気量GA、及び、理論空燃比「14.7」に基づき、「Qbase=GA/14.7 …(3)」という式を用いて算出される値である。
Q = Qbase + DF + MG (i) (1)
Q: Instructed injection amount
Qbase: Basic fuel injection amount
DF: Main feedback correction value
MG (i): main feedback learning value Here, the basic fuel injection amount Qbase is a theoretical fuel injection amount necessary for obtaining a mixture of the stoichiometric air-fuel ratio, and is a detection signal from the air flow meter 32 or the like. Based on the intake air amount GA of the
メインフィードバック補正値DFは、燃料噴射量(基本燃料噴射量Qbase)を補正するためのものであって、エンジン1の実空燃比が理論空燃比(目標値)となるよう空燃比センサ17の検出信号から求められるエンジン1の実空燃比に基づいて増減されるものである。こうしたメインフィードバック補正値DFの増減を通じて、エンジン1の実空燃比が理論空燃比となるように指示噴射量Qが増減され、これにより実空燃比を理論空燃比とするためのメインフィードバック制御が実現される。
The main feedback correction value DF is for correcting the fuel injection amount (basic fuel injection amount Qbase), and is detected by the air-
メインフィードバック学習値MG(i) は、メインフィードバック補正値DFと同じく燃料噴射量(基本燃料噴射量Qbase)を補正するためのものであって、エンジン1における吸気系や燃料噴射系の詰まり等に起因するエンジン1の空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれを補償する値となるよう更新されるものである。こうしたメインフィードバック学習値MG(i) の更新は、メインフィードバック補正値DFに基づいて行われる。そして、それらメインフィードバック学習値MG(i) 及びメインフィードバック補正値DFによる燃料噴射量の補正、並びに、メインフィードバック学習値MG(i) の更新を通じて、当該学習値MG(i) を上記定常的なずれに対応する値として学習するメインフィードバック学習制御が実現される。
The main feedback learning value MG (i) is used to correct the fuel injection amount (basic fuel injection amount Qbase) in the same way as the main feedback correction value DF, and is used for clogging the intake system and the fuel injection system in the
次に、メインフィードバック制御におけるメインフィードバック補正値DFの算出手順、及び、メインフィードバック学習制御におけるメインフィードバック学習値MG(i) の更新手順について個別に説明する。 Next, the calculation procedure of the main feedback correction value DF in the main feedback control and the update procedure of the main feedback learning value MG (i) in the main feedback learning control will be described individually.
[メインフィードバック補正値DFの算出]
メインフィードバック補正値DFは、燃料量偏差ΔQ、比例ゲインGp、燃料量偏差積算値ΣΔQ、及び、積分ゲインGiに基づき、以下の式(4)を用いて算出される。
[Calculation of main feedback correction value DF]
The main feedback correction value DF is calculated using the following equation (4) based on the fuel amount deviation ΔQ, the proportional gain Gp, the fuel amount deviation integrated value ΣΔQ, and the integral gain Gi.
DF=ΔQ・Gp+ΣΔQ・Gi …(4)
DF :メインフィードバック補正値
ΔQ :燃料量偏差
Gp :比例ゲイン(負の値)
ΣΔQ:燃料量偏差積算値
Gi :積分ゲイン(負の値)
式(4)において、右辺の「ΔQ・Gp」という項は、実空燃比の理論空燃比からのずれ量に比例した大きさをとる比例項であって、そのずれ量に対応する分だけ燃料噴射量を増加又は減少させて実空燃比を理論空燃比に近づけるためのものである。
DF = ΔQ · Gp + ΣΔQ · Gi (4)
DF: Main feedback correction value
ΔQ: Fuel amount deviation
Gp: Proportional gain (negative value)
ΣΔQ: Fuel amount deviation integrated value
Gi: integral gain (negative value)
In equation (4), the term “ΔQ · Gp” on the right side is a proportional term that takes a magnitude proportional to the amount of deviation of the actual air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio, and fuel corresponding to the amount of deviation. This is to increase or decrease the injection amount to bring the actual air-fuel ratio closer to the theoretical air-fuel ratio.
この比例項「ΔQ・Gp」で用いられる燃料量偏差ΔQは、実際に燃焼された燃料量から理論空燃比の混合気を得るために必要な理論上の燃料量を差し引いた値であって、吸入空気量GA、実空燃比ABF、及び、基本燃料噴射量Qbaseに基づき、「ΔQ=(GA/ABF)−Qbase …(5)」という式を用いて算出される。なお、上記実空燃比ABFは、空燃比センサ17の出力VAFに基づき、「ABF=g(VAF) …(6)」という式を用いて算出される。
The fuel amount deviation ΔQ used in the proportional term “ΔQ · Gp” is a value obtained by subtracting the theoretical fuel amount necessary to obtain the stoichiometric air-fuel ratio mixture from the actually burned fuel amount, Based on the intake air amount GA, the actual air-fuel ratio ABF, and the basic fuel injection amount Qbase, it is calculated using the equation “ΔQ = (GA / ABF) −Qbase (5)”. The actual air-fuel ratio ABF is calculated using the expression “ABF = g (VAF) (6)” based on the output VAF of the air-
空燃比センサ17の出力VAFは、触媒上流の排気中の酸素濃度が薄くなるほど小さくなり、理論空燃比での混合気の燃焼が行われたときには、そのときの排気中の酸素濃度に対応して例えば「0v」となる。従って、リッチ混合気の燃焼(リッチ燃焼)に起因して触媒上流の排気中の酸素濃度が薄くなるほど、空燃比センサ17の出力VAFが「0v」よりも小さい値になる。また、リーン混合気の燃焼(リーン燃焼)に起因して触媒上流の排気中の酸素濃度が濃くなるほど、空燃比センサ17の出力VAF「0v」よりも大きい値になる。
The output VAF of the air-
また、比例項「ΔQ・Gp」で用いられる比例ゲインGpは、予め実験等によって求められた定数であって、ここでは負の値として設定されている。
式(4)において、右辺の「ΣΔQ・Gi」という項は、上記比例項「ΔQ・Gp」による燃料噴射量の増減だけでは打ち消すことのできない実空燃比と理論空燃比との間の残留偏差を無くすための積分項であって、その残留偏差に対応する分だけ燃料噴射量を増加又は減少させて実空燃比と理論空燃比との一致を図るためのものである。
The proportional gain Gp used in the proportional term “ΔQ · Gp” is a constant obtained in advance by experiments or the like, and is set as a negative value here.
In the equation (4), the term “ΣΔQ · Gi” on the right side represents the residual deviation between the actual air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio that cannot be canceled out only by increasing or decreasing the fuel injection amount by the proportional term “ΔQ · Gp”. This is an integral term for eliminating the difference between the actual air-fuel ratio and the stoichiometric air-fuel ratio by increasing or decreasing the fuel injection amount corresponding to the residual deviation.
この積分項「ΣΔQ・Gi」で用いられる燃料量偏差積算値ΣΔQは、所定の時間間隔で燃料量偏差ΔQを足し込んでゆく積算処理を通じて得られる値である。この積算処理では、所定の時間間隔毎に「ΣΔQ←前回のΣΔQ+ΔQ …(7)」という式が実行される。また、積分項「ΣΔQ・Gi」で用いられる積分ゲインGiは、予め実験等によって求められた定数であって、ここでは負の値として設定されている。 The fuel amount deviation integrated value ΣΔQ used in the integral term “ΣΔQ · Gi” is a value obtained through integration processing in which the fuel amount deviation ΔQ is added at predetermined time intervals. In this integration process, an equation “ΣΔQ ← previous ΣΔQ + ΔQ (7)” is executed at predetermined time intervals. Further, the integral gain Gi used in the integral term “ΣΔQ · Gi” is a constant obtained in advance by experiments or the like, and is set as a negative value here.
従って、実際に燃焼された燃料量が少な過ぎて実空燃比ABFが大(リーン)になる場合には、上記式(5)によって算出される燃料量偏差ΔQが負の方向に変化することから、式(4)によって算出されるメインフィードバック補正値DFが増大する。これとは逆に、実際に燃焼された燃料量が多すぎて実空燃比ABFが小(リッチ)になる場合には、燃料量偏差ΔQが正の方向に変化することから、メインフィードバック補正値DFが減少する。 Accordingly, when the actual amount of fuel burned is too small and the actual air-fuel ratio ABF becomes large (lean), the fuel amount deviation ΔQ calculated by the above equation (5) changes in the negative direction. The main feedback correction value DF calculated by equation (4) increases. On the other hand, when the actual amount of fuel burned is too large and the actual air-fuel ratio ABF becomes small (rich), the fuel amount deviation ΔQ changes in the positive direction. DF decreases.
以上のように、実空燃比ABFに基づきメインフィードバック補正値DFを増減させることで、指示噴射量Qが増減し、エンジン1の空燃比が理論空燃比となるよう同エンジン1の燃料噴射量が調整される。
As described above, by increasing or decreasing the main feedback correction value DF based on the actual air-fuel ratio ABF, the command injection amount Q increases or decreases, and the fuel injection amount of the
[メインフィードバック学習値MG(i) の更新]
メインフィードバック学習値MG(i) は、基本燃料噴射量Qbaseに対するメインフィードバック補正値DFの割合であるフィードバック補正率が例えば1%以上であって、且つ、メインフィードバック補正値DFが安定しているときに更新される。具体的には、「MG(i) ←最新のDF …(8)」という式に基づき、その時点でのメインフィードバック補正値DFをメインフィードバック学習値MG(i) とすることで、当該学習値MG(i) の更新が行われる。
[Update of main feedback learning value MG (i)]
The main feedback learning value MG (i) is when the feedback correction rate, which is the ratio of the main feedback correction value DF to the basic fuel injection amount Qbase, is 1% or more, for example, and the main feedback correction value DF is stable Updated to Specifically, based on the expression “MG (i) ← latest DF (8)”, the main feedback correction value DF at that time is set as the main feedback learning value MG (i), so that the learning value MG (i) is updated.
従って、メインフィードバック補正値DFが大である場合にはメインフィードバック学習値MG(i) が増大側に更新され、同学習値MG(i) による指示噴射量Qの増大側への補正を通じてエンジン1の燃料噴射量が増量される。また、メインフィードバック補正値DFが小である場合にはメインフィードバック学習値MG(i) が減少側に更新され、同学習値MG(i) による指示噴射量Qの減少側への補正を通じてエンジン1の燃料噴射量が減量される。
Therefore, when the main feedback correction value DF is large, the main feedback learning value MG (i) is updated to the increasing side, and the
以上のようなメインフィードバック学習値MG(i) の更新、及び 同学習値MG(i) による燃料噴射量の補正を通じて、メインフィードバック補正値DFが「0」に近づけられるようになる。また、メインフィードバック補正値DFがある程度「0」に近づいて安定したときのメインフィードバック学習値MG(i) は、吸気系や燃料噴射系の詰まり等に起因するエンジン1の空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値になる。そして、このときのメインフィードバック学習値MG(i) が上記定常的なずれに対応する値として学習された値になる。
Through the update of the main feedback learning value MG (i) and the correction of the fuel injection amount based on the learning value MG (i) as described above, the main feedback correction value DF comes close to “0”. Further, the main feedback learning value MG (i) when the main feedback correction value DF is stabilized to approach “0” to some extent is the stoichiometric air-fuel ratio of the
なお、メインフィードバック学習値MG(i) はエンジン負荷領域に応じて区分された複数の学習領域i(i=1、2、3・・・)毎に用意される。そして、エンジン1の運転状態の変化に応じて、その運転状態に対応する学習領域iが変化すると、更新されるメインフィードバック学習値MG(i) も上記変化後の学習領域iに対応したものへと切り換えられる。こうして学習領域i毎にメインフィードバック学習値MG(i) の更新が行われるようになる。
The main feedback learning value MG (i) is prepared for each of a plurality of learning regions i (i = 1, 2, 3,...) Divided according to the engine load region. When the learning region i corresponding to the operating state changes according to the change in the operating state of the
しかし、上述したように学習されたメインフィードバック学習値MG(i) は、エンジン1における空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値として、ある程度の精度を確保することはできるものの、精度のそれほど高くない値にしかならない。これは、メインフィードバック補正値DFが触媒コンバータ16の上流側であって各気筒#1〜#4に各々つながる排気通路8の集合部分の近くに設けられた空燃比センサ17の出力VAFに基づき算出されることが関係している。すなわち、このように設けられた空燃比センサ17に対する各気筒#1〜#4から順に送り出された排気の当たり方は、例えば図5に示されるように各気筒#1〜#4の排気毎に異なるものとなることは避けられない。また、各気筒#1〜#4からの排気中の酸素濃度、言い換えれば各気筒#1〜#4での混合気での空燃比は、それら各気筒#1〜#4での燃料の燃焼状態によって、例えば同図に示されるように異なるものとなる。このため、空燃比センサ17の出力VAFに関しては同センサ17に当たる排気が各気筒#1〜#4のうちのいずれからの排気かによって大きく変動し(ばらつき)、それに合わせてメインフィードバック補正値DFも頻繁に且つ大きく変動する。そして、頻繁に且つ大きく変動するメインフィードバック補正値DFに基づきメインフィードバック学習値MG(i)の学習が行われることから、同学習値MG(i)は上記定常的なずれに対応する値として精度のそれほど高くない値にしかならない。
However, although the main feedback learning value MG (i) learned as described above can ensure a certain degree of accuracy as a value corresponding to a steady deviation of the air-fuel ratio in the
この実施形態では、上述した空燃比センサ17における出力特性のばらつきや経時変化等によってメインフィードバック補正値DFが頻繁に且つ大きく変動し、それに起因してメインフィードバック制御の精度が低下するのを抑制するため、サブフィードバック制御が実施される。また、空燃比センサ17や触媒等に起因したエンジン1の空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれをより的確に補償するため、サブフィードバック学習制御も実施される。以下、サブフィードバック制御、及びサブフィードバック学習制御について、詳しく説明する。
In this embodiment, the main feedback correction value DF is frequently and greatly fluctuated due to variations in output characteristics or changes with time in the above-described air-
サブフィードバック制御、及び、サブフィードバック学習制御では、メインフィードバック補正値DFに対するサブフィードバック補正値VH及びサブフィードバック学習値SGによる補正が行われ、これにより同補正値DFにサブフィードバック補正値VH及びサブフィードバック学習値SGが反映される。詳しくは、以下の式(9)に基づき空燃比センサ17の出力VAFをサブフィードバック補正値VH及びサブフィードバック学習値SGにより補正し、補正後の出力VAFを用いて式(4)に基づきメインフィードバック補正値DFを算出することで、当該補正値DFの上記補正値VH及び学習値SGによる補正が行われる。
In the sub feedback control and the sub feedback learning control, the main feedback correction value DF is corrected by the sub feedback correction value VH and the sub feedback learning value SG, and thereby the sub feedback correction value VH and the sub feedback are added to the correction value DF. The learning value SG is reflected. Specifically, the output VAF of the air-
VAF←最新のVAF+VH+SG …(9)
VAF:空燃比センサの出力
VH :サブフィードバック補正値
SG :サブフィードバック学習値
サブフィードバック補正値VHは、触媒下流の空燃比センサ18からの検出信号に応じて増減されるものである。このように増減するサブフィードバック補正値VHによるメインフィードバック補正値DFの補正を通じて、指示噴射量Qが増減され、これによりメインフィードバック制御の精度低下を抑制するサブフィードバック制御が実現される。なお、こうしたサブフィードバック制御の実行により、サブフィードバック補正値VHはメインフィードバック制御の精度低下を抑制する値へと変化するようになる。
VAF ← Latest VAF + VH + SG (9)
VAF: Output of air-fuel ratio sensor
VH: Sub feedback correction value
SG: Sub-feedback learning value The sub-feedback correction value VH is increased or decreased according to the detection signal from the air-
サブフィードバック学習値SGは、エンジン1の空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれを補償する値となるよう、サブフィードバック補正値VHに基づき更新(学習)されるものである。このサブフィードバック補正値VHと上記サブフィードバック学習値SGによるメインフィードバック補正値DFの補正、並びに、サブフィードバック学習値SGの更新(学習)を通じて、空燃比センサ17や触媒等に起因したエンジン1の空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれを補償するサブフィードバック学習制御が実現される。
The sub-feedback learning value SG is updated (learned) based on the sub-feedback correction value VH so as to compensate for a steady deviation of the air-fuel ratio of the
ここで、空燃比センサ18の出力に関しては、同センサ18が排気通路8における上記集合部分に対し下流側に離れて位置しているため、同センサ18に対する各気筒#1〜#4から順に送り出された排気の当たり方が各気筒#1〜#4からの排気毎に異なるものとはなりにくく、上記排気の当たり方の違いによる影響を受けにくい。従って、同センサ18からの出力に基づき増減するサブフィードバック補正値VH、及び同サブフィードバック補正値VHに基づき学習されるサブフィードバック学習値SGをメインフィードバック補正値DFに反映させることで、同補正値DFの上述した頻繁かつ大きな変動を抑制することが可能になる。また、空燃比センサ18の出力は触媒を通過した後の排気中の酸素濃度に対応した値となるため、上記サブフィードバック補正値VH及びサブフィードバック学習値SGをメインフィードバック補正値DFに反映させることで、同補正値DFによる燃料噴射量の補正を通じての空燃比制御の精度に対する触媒劣化等による影響を除去することも可能になる。
Here, the output of the air-
また、空燃比センサ18の出力は、各気筒から順に送り出された排気の同センサ18への当たり方の違いによる影響を受けにくい。このため、上記サブフィードバック学習値SGは、メインフィードバック学習値MG(i) と比較して、エンジン1の実空燃比と理論空燃比との定常的なずれに対応する値として精度の高いものとなる。このサブフィードバック学習値SGをメインフィードバック学習値MG(i) に反映させることで、エンジン1の空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれをより的確に補償することができる。
Further, the output of the air-
次に、サブフィードバック制御におけるサブフィードバック補正値VHの算出手順、及び、サブフィードバック学習制御におけるサブフィードバック学習値SGの算出手順について個別に説明する。 Next, the calculation procedure of the sub feedback correction value VH in the sub feedback control and the calculation procedure of the sub feedback learning value SG in the sub feedback learning control will be individually described.
[サブフィードバック補正値VHの算出手順]
サブフィードバック補正値VHは、空燃比センサ18の出力VO、比例ゲインKp、出力積算値ΣVO、積分ゲインKi、電圧微分値dV、及び、微分ゲインKdに基づき、以下の式(10)を用いて算出される。
[Calculation procedure of sub feedback correction value VH]
The sub feedback correction value VH is based on the output VO of the air-
VH=VO・Kp+ΣVO・Ki+dV・Kd …(10)
VH :サブフィードバック補正値
VO :空燃比センサ出力
Kp :比例ゲイン(正の値)
ΣVO:出力積算値
Ki :積分ゲイン(正の値)
dV :電圧微分値
Kd :微分ゲイン(正の値)
式(10)において、右辺の「VO・Kp」という項は、触媒下流の酸素濃度についての実際の値と理論空燃比での燃焼が行われたときの値とのずれ量に比例した大きさをとる比例項であって、そのずれ量に対応する分だけメインフィードバック補正値DF(出力VAF)を増減させ、上記ずれ量を「0」に近づけるためのものである。
VH = VO · Kp + ΣVO · Ki + dV · Kd (10)
VH: Sub feedback correction value
VO: Air-fuel ratio sensor output
Kp: Proportional gain (positive value)
ΣVO: Output integrated value
Ki: integral gain (positive value)
dV: Voltage differential value
Kd: differential gain (positive value)
In equation (10), the term “VO · Kp” on the right side is a magnitude proportional to the amount of deviation between the actual value of the oxygen concentration downstream of the catalyst and the value when combustion at the stoichiometric air-fuel ratio is performed. The main feedback correction value DF (output VAF) is increased or decreased by an amount corresponding to the deviation amount, and the deviation amount is brought close to “0”.
この比例項「VO・Kp」で用いられる空燃比センサ18の出力VOは、触媒下流の排気中の酸素濃度が薄くなるほど小さくなり、理論空燃比での混合気の燃焼が行われたときには、そのときの排気中の酸素濃度に対応して例えば「0v」となる。従って、リーン燃焼が行われること等に起因して触媒下流の排気中の酸素濃度が理論空燃比で混合気を燃焼させたときの値よりも濃くなると、空燃比センサ18からは「0v」よりも大きい値が出力される。また、リッチ燃焼が行われること等に起因して触媒下流の排気中の酸素濃度が理論空燃比の混合気を燃焼させたときの値よりも薄くなると、空燃比センサ18からは「0v」よりも小さい値が出力される。また、比例項「VO・Kp」で用いられる比例ゲインKpは、予め実験等によって求められた定数であって、ここでは正の値として設定されている。
The output VO of the air-
式(10)において、右辺の「ΣVO・Ki」という項は、上記比例項「VO・Kp」によるメインフィードバック補正値DF(出力VAF)の増減だけでは打ち消すことのできない残留偏差、即ち触媒下流の酸素濃度についての実際の値と理論空燃比での燃焼が行われたときの値との間の残留偏差を無くすための積分項である。そして、この積分項「ΣΣVO・Ki」は上記残留偏差に対応する値となり、その積分項「ΣVO・Ki」の分だけメインフィードバック補正値DF(出力VAF)を増加又は減少させることで、触媒下流の酸素濃度についての実際の値と理論空燃比での燃焼が行われたときの値との一致が図られるようになる。 In the equation (10), the term “ΣVO · Ki” on the right side is a residual deviation that cannot be canceled only by the increase / decrease in the main feedback correction value DF (output VAF) by the proportional term “VO · Kp”, that is, downstream of the catalyst. This is an integral term for eliminating the residual deviation between the actual value of the oxygen concentration and the value when combustion at the stoichiometric air-fuel ratio is performed. The integral term “ΣΣVO · Ki” becomes a value corresponding to the residual deviation, and the main feedback correction value DF (output VAF) is increased or decreased by the amount corresponding to the integral term “ΣVO · Ki”. The actual value for the oxygen concentration of the gas and the value obtained when combustion at the stoichiometric air-fuel ratio is performed can be achieved.
積分項「ΣVO・Ki」で用いられる出力積算値ΣVOは、所定の時間間隔で空燃比センサ17の出力VOを足し込んでゆく積算処理を通じて得られる値である。この積算処理では、所定の時間間隔毎に「ΣVO←前回のΣVO+VO …(12)」という式が実行される。また、積分項「ΣVO・Ki」で用いられる積分ゲインKiは、予め実験等によって求められた定数であって、ここでは正の値として設定されている。
The output integrated value ΣVO used in the integral term “ΣVO · Ki” is a value obtained through integration processing in which the output VO of the air-
式(10)において、右辺の「dV・Kd」という項は、触媒下流の酸素濃度についての実際の値と理論空燃比での燃焼が行われたときの値とのずれ量を応答性よく「0」に収束させるための微分項である。 In the expression (10), the term “dV · Kd” on the right side indicates the deviation amount between the actual value of the oxygen concentration downstream of the catalyst and the value when combustion at the stoichiometric air-fuel ratio is performed with good responsiveness. This is a differential term for convergence to “0”.
微分項「dV・Kd」に用いられる電圧微分値dVは、空燃比センサ18の出力VOを時間微分して得られる値であって、当該出力VOの単位時間当たりの変化量を表すものである。また、微分項「dV・Kd」に用いられる微分ゲインKdは、予め実験等によって求められた定数であって、ここでは正の値として設定されている。
The voltage differential value dV used for the differential term “dV · Kd” is a value obtained by time-differentiating the output VO of the air-
従って、触媒下流の排気中の酸素濃度が理論空燃比での燃焼時の値よりも薄くなる場合(リッチ燃焼時)には、空燃比センサ18の出力VOが負の方向に変化することから、式(10)によって算出されるサブフィードバック補正値VHが減少する。言い換えれば、実空燃比と理論空燃比との偏差に基づき空燃比センサ18の出力VOが負の方向に変化してサブフィードバック補正値VHが減少する。これとは逆に、触媒下流の排気中の酸素濃度が理論空燃比での燃焼時の値よりも濃くなる場合(リーン燃焼時)には、空燃比センサ18の出力VOが正の方向に変化することから、サブフィードバック補正値VHが増加する。言い換えれば、実空燃比と理論空燃比との偏差に基づき空燃比センサ18の出力VOが正の方向に変化してサブフィードバック補正値VHが増加する。
Therefore, when the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst becomes thinner than the value at the time of combustion at the stoichiometric air-fuel ratio (during rich combustion), the output VO of the air-
以上のように、触媒下流の排気中の酸素濃度に基づきサブフィードバック補正値VHを増減させ、メインフィードバック補正値DF(出力VAF)を増加側又は減少側に補正することで、空燃比センサ17における出力特性のばらつきや経時変化等によるメインフィードバック制御の精度低下が抑制される。 As described above, the sub-feedback correction value VH is increased or decreased based on the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst, and the main feedback correction value DF (output VAF) is corrected to the increase side or the decrease side. A decrease in the accuracy of the main feedback control due to variations in output characteristics or changes with time is suppressed.
[サブフィードバック学習値SGの算出手順]
サブフィードバック学習値SGは、第1学習値A、第2学習値B、及び補間補正値Kに基づき、以下の式(13)を用いて算出される。
[Calculation procedure of sub feedback learning value SG]
The sub feedback learning value SG is calculated using the following equation (13) based on the first learning value A, the second learning value B, and the interpolation correction value K.
SG=B+(A−B)・K …(13)
SG:サブフィードバック学習値
A :第1学習値
B :第2学習値
K :補間補正値
式(13)において、第1学習値Aは、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さいとき(この例では最小値になるとき)に対応する学習値として、サブフィードバック補正値VHに基づき更新されるものである。具体的には、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の小さいとき等に、最新のサブフィードバック補正値VHに徐変処理を施して更新量SGKを算出し、この算出値に対し上限ガード及び下限ガードして得られる更新量SGKに基づき、「A←前回のA+SGK …(14)」という式を用いて更新される。つまり、上記ガード後の更新量SGKを前回の第1学習値Aに加算することで、同第1学習値Aの更新が行われるようになる。
SG = B + (A−B) · K (13)
SG: Sub feedback learning value
A: First learning value
B: Second learning value
K: Interpolation correction value In the equation (13), the first learning value A is a sub-feedback as a learning value corresponding to when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are small (in this example, when it becomes the minimum value). It is updated based on the correction value VH. Specifically, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 are small, the latest sub-feedback correction value VH is subjected to a gradual change process to calculate the update amount SGK. Based on the update amount SGK obtained by performing the lower limit guard, the update is performed using an expression “A ← previous A + SGK (14)”. That is, by adding the updated amount SGK after guard to the previous first learned value A, the first learned value A is updated.
式(13)において、第2学習値Bは、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きいとき(この例では最大値になるとき)に対応する学習値としてサブフィードバック補正値VHに基づき更新されるものである。具体的には、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の大きいとき等に、最新のサブフィードバック補正値VHに徐変処理を施して更新量SGKを算出し、この算出値に対し上限ガード及び下限ガードして得られる更新量SGKに基づき、「B←前回のB+SGK …(15)」という式を用いて更新される。つまり、上記ガード後の更新量SGKを前回の第2学習値Bに加算することで、同第2学習値Bの更新が行われるようになる。 In Expression (13), the second learning value B is updated based on the sub feedback correction value VH as a learning value corresponding to when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are large (in this example, when the maximum value is reached). It is what is done. Specifically, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 are large, the latest sub-feedback correction value VH is subjected to a gradual change process to calculate the update amount SGK. Based on the update amount SGK obtained by guarding the lower limit, the update is performed using the formula “B ← previous B + SGK (15)”. That is, by adding the updated amount SGK after guard to the previous second learned value B, the second learned value B is updated.
式(13)において、補間補正値Kは、現在の吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角、並びに現在のエンジン1の吸気圧に基づき図6に示されるように「0」から「1.0」の範囲で可変設定され、第1学習値Aや第2学習値Bの更新に対するサブフィードバック学習値SGの変化の感度を定めるものである。なお、上記吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角は、位置センサ35によって検出される電動モータ15の回転角に基づき求められる。この補間補正値Kが小さくされるほど、第1学習値Aや第2学習値Bの更新に対するサブフィードバック学習値SGの変化の感度が小さくなる。
In equation (13), the interpolation correction value K is calculated from “0” to “1.0” as shown in FIG. 6 based on the current maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 and the current intake pressure of the
式(13)〜(15)から分かるように、サブフィードバック補正値VHが「0」よりも大である場合にはサブフィードバック学習値SGが増大側に更新され、同学習値SGによるメインフィードバック補正値DF(出力VAF)の増大側への補正を通じて燃料噴射量が増量される。また、サブフィードバック補正値VHが「0」よりも小である場合にはサブフィードバック学習値SGが減少側に更新され、同学習値SGによるメインフィードバック補正値DF(出力VAF)の減少側への補正を通じて燃料噴射量が減量される。 As can be seen from the equations (13) to (15), when the sub feedback correction value VH is larger than “0”, the sub feedback learning value SG is updated to the increase side, and the main feedback correction by the learning value SG is performed. The fuel injection amount is increased through correction of the value DF (output VAF) to the increase side. Further, when the sub feedback correction value VH is smaller than “0”, the sub feedback learning value SG is updated to the decreasing side, and the main feedback correction value DF (output VAF) by the learning value SG is decreased. The fuel injection amount is reduced through the correction.
以上のようなサブフィードバック学習値SGの算出、及び、同学習値SGによるメインフィードバック補正値DFの補正を通じて、サブフィードバック補正値VHが「0」に近づけられるようになる。また、サブフィードバック補正値VHがある程度「0」に近づいて安定したときのサブフィードバック学習値SGは、エンジン1の空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値になる。そして、このときのサブフィードバック学習値SGが上記定常的なずれに対応する値として学習された値になる。
Through the calculation of the sub feedback learning value SG and the correction of the main feedback correction value DF using the learning value SG as described above, the sub feedback correction value VH comes closer to “0”. Further, the sub-feedback learning value SG when the sub-feedback correction value VH approaches “0” to some extent and is stabilized becomes a value corresponding to a steady deviation of the air-fuel ratio of the
ところで、エンジン1の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれの原因としては、吸気バルブ9回りの組み付け誤差や同バルブ9へのデポジットの堆積により、吸気通路3の燃焼室2との接続部分の通路面積が図7に二点鎖線で示されるように適正値(実線)からずれ量ΔSだけずれるということもあげられる。こうした原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれは、図8の破線(理論空燃比)と一点鎖線(実空燃比)との間の縦軸方向の距離で表されるように、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さくなって吸入空気量が少なくなるほど大となる。従って、上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれは、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さいときに主に生じることとなる。
Incidentally, the cause of the steady deviation of the actual air-fuel ratio of the
これは、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さくなって上記通路面積が小となるほど、図7のずれ量ΔSの上記通路面積全体に占める割合が大きくなるためである。言い換えれば、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さくなって吸入空気量が少なくなるほど、上記原因による吸入空気量の適正値に対するずれ量(ΔSに対応)の吸入空気量全体に占める割合が大きくなるためである。このように、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さいときには、上記原因によるエンジン1の吸入空気量の適正値に対するずれ量の吸入空気量全体に占める割合が大きくなり、それが実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれとして表れる。一方、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きいときには、エンジン1の吸入空気量が多くなる関係から、上記原因による同エンジン1の吸入空気量の適正値に対するずれ量の吸入空気量全体に占める割合が小さくなり、それが実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれとして表れにくくなる。
This is because as the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 are reduced and the passage area is reduced, the ratio of the deviation amount ΔS in FIG. 7 to the entire passage area is increased. In other words, the smaller the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 and the smaller the intake air amount, the more the ratio of the deviation (corresponding to ΔS) of the intake air amount due to the above causes to the total intake air amount. This is because it becomes larger. As described above, when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are small, the ratio of the deviation amount to the appropriate value of the intake air amount of the
上記原因によるエンジン1の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに関しても、同定常的なずれに対応する値としてサブフィードバック学習値SGの学習を行い、同学習値SGに基づき燃料噴射量を補正することによって、補償を図ることが可能である。具体的には、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さいとき、上記定常的なずれに対応して変化するサブフィードバック補正値VHに基づき式(13)の第1学習値Aが更新される。そして、更新後の第1学習値A等に基づき上記式(13)を用いてサブフィードバック学習値SGを算出することにより、サブフィードバック学習値SGの上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値への学習が行われる。こうして学習されたサブフィードバック学習値SGに基づき燃料噴射量を補正することにより、上記定常的なずれに対する補償が図られるようになる。
Also for the steady deviation of the actual air-fuel ratio of the
また、サブフィードバック学習値SGの算出には、現在の吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角、並びにエンジン1の吸気圧に基づき可変設定される補間補正値Kも用いられている。このため、算出されたサブフィードバック学習値SGを吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角、並びにエンジン1の吸気圧に対応した値とすることが可能になる。
The sub feedback learning value SG is also calculated using an interpolation correction value K that is variably set based on the current maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 and the intake pressure of the
この補間補正値Kに関しては、図6に示されるように吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きくなるほど小さい値とされ、第1学習値Aや第2学習値Bの更新に対するサブフィードバック学習値SGの変化の感度が小さくされる。これは、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きくなって吸入空気量が多くなるほど、上記原因による吸入空気量の適正値に対するずれ量の吸入空気量全体に占める割合が小さくなり、上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれへの影響が小さくなることから、それに対応してサブフィードバック学習値SGの学習を行うためである。 The interpolation correction value K is set to a smaller value as the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 are increased as shown in FIG. 6, and sub-feedback learning for updating the first learning value A and the second learning value B is performed. The sensitivity of the change in value SG is reduced. This is because the larger the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 and the larger the intake air amount, the smaller the ratio of the deviation amount with respect to the appropriate value of the intake air amount due to the above cause to the entire intake air amount. This is because the influence on the steady deviation of the actual air-fuel ratio from the actual air-fuel ratio due to is reduced, and the sub-feedback learning value SG is learned accordingly.
更に、上記補間補正値Kに関しては、エンジン低負荷運転時やバルブリフト可変機構14の固着異常時における吸入空気量の減量のためにスロットルバルブ13が閉じ側に駆動される際にエンジン1の吸気圧が低下するほど小さい値とされ、第1学習値Aや第2学習値Bの更新に対するサブフィードバック学習値SGの変化の感度が小さくされる。これは、スロットルバルブ13が閉じ側に駆動されてエンジン1の吸気圧が低下するほど、上記原因による同機関の吸入空気量の適正値に対するずれにおける実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれへの影響が小さくなり、それに対応するようにサブフィードバック学習値SGの学習を行うためである。
Further, with respect to the interpolation correction value K, when the
以上のように補間補正値Kを算出し、その補間補正値Kに基づき上記(13)を用いてサブフィードバック学習値SGを算出することにより、次のような効果が得られる。すなわち、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角、並びにスロットルバルブ13の開度を第1学習値Aや第2学習値Bの更新を行ったときの値と異なる値に調整した状態でエンジン運転が行われる状況下において、サブフィードバック学習値SGが上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応した値として適切な値となる。
By calculating the interpolation correction value K as described above and calculating the sub feedback learning value SG using the above (13) based on the interpolation correction value K, the following effects can be obtained. That is, the engine is operated in a state where the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 and the opening of the
なお、このサブフィードバック学習値SGにおける吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の変化に対する推移、並びにエンジン1の吸気圧の変化に対する推移を図9に示す。同図から分かるように、サブフィードバック学習値SGの算出に用いられる第1学習値Aと第2学習値Bとはそれぞれ、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角を最小値としたときと最大値としたときとに対応する値となっている。そして、第1学習値Aから第2学習値Bを減算した値(「A−B」)に対し現在の吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角並びに現在のエンジン1の吸気圧に応じて可変設定される補間補正値Kを乗算し、乗算後の値「(A−B)・K」を第2学習値Bに加算することでサブフィードバック学習値SGが算出されることとなる。このように算出されるサブフィードバック学習値SGに関しては、補間補正値Kと同じく、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きくなるほど小さい値となり、スロットルバルブ13が閉じ側に駆動されてエンジン1の吸気圧が低下するほど小さい値となる。
FIG. 9 shows transitions with respect to changes in the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 and changes with respect to changes in the intake pressure of the
次に、上記サブフィードバック学習値SGの算出に関係して生じる不具合について説明する。
エンジン低負荷運転時などエンジン1における吸入空気量の要求量が少ない運転状態では、バルブリフト可変機構14の駆動による吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の可変だけでは吸入空気量を要求量まで減量しきれないため、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角を小さくし、更にスロットルバルブ13が閉じ側に駆動される。また、バルブリフト可変機構14の固着異常により、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角を小さくして吸入空気量を要求量まで減量できなくなった場合にも、その吸入空気量の要求量への減量を実現すべくスロットルバルブ13が閉じ側に駆動される。
Next, a problem that occurs in relation to the calculation of the sub feedback learning value SG will be described.
In an operating state where the required amount of intake air in the
吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さくされ、更にスロットルバルブ13が全開状態から閉じ側に駆動されているとき、第1学習値Aの更新によりサブフィードバック学習値SGを上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値となるよう学習すると、次のような不具合を招くおそれがある。すなわち、学習されたサブフィードバック学習値SGが上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値として精度の低い値となるおそれがある。なお、図9に示される吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の可変領域、並びにエンジン1の吸気圧の変化領域において、上述した不具合の生じる領域を示すとすると、その領域は図中に二点鎖線で囲まれた領域R1ということになる。
When the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are reduced and the
ここで、上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれが生じており、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さいときにサブフィードバック学習値SGを上記定常的なずれに対応する値となるよう精度良く学習するためには、スロットルバルブ13をほぼ全開とした状態で上記学習を行うことが重要である。従って、上述したようにスロットルバルブ13が閉じ側に駆動された状態、且つ吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の小さい状態で、第1学習値Aの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習が行われると、そのサブフィードバック学習値SGを上記定常的なずれに対応した値となるよう学習することが困難になる。
Here, there is a steady deviation of the actual air-fuel ratio with respect to the theoretical air-fuel ratio due to the above cause, and when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are small, the sub feedback learning value SG corresponds to the steady deviation. Therefore, it is important to perform the learning in a state where the
これは、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さいときにスロットルバルブ13が全開状態よりも閉じ側に駆動された状態では、エンジン1の吸入空気量の調整を行ううえでのスロットルバルブ開度の調整による分担分が大きくなることが関係している。すなわち、エンジン1の吸入空気量の調整を行う際、その調整のためのスロットルバルブ13の開度調整による分担分が大きくなるとともに、上記吸入空気量の調整を行うための吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の調整による分担分が小さくなる。このように、エンジン1の吸入空気量の調整を行うための吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の調整による分担分が小さくなると、上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれへの影響が小さくなる。このため、サブフィードバック学習値SGが上記定常的なずれに対応する値となるように、第1学習値Aをサブフィードバック補正値VHに基づき更新し、それにより上記サブフィードバック学習値SGを学習しても、その学習値SGを精度のよい値とすることが困難になる。
This is because when the
こうしたサブフィードバック学習値SGの精度低下を抑制すべく、スロットルバルブ13が全開状態から閉じ側に駆動されてエンジン1の吸気圧がスロットルバルブ全開時の吸気圧よりも低い値に定められた判定値以下に低下したとき、サブフィードバック学習値SGの学習を禁止することが考えられる。なお、図9において、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の変化に伴うサブフィードバック学習値SGの推移を示す各実線のうち、スロットルバルブ13を全開状態としたときのエンジン1の吸気圧に対応する推移を示すのは同中の最も上側に位置する実線であり、同吸気圧が上記判定値となったときに対応する推移を示すのは図中の実線Hである。
In order to suppress such a decrease in accuracy of the sub-feedback learning value SG, the
従って、図9の実線Hよりも下側の領域ではサブフィードバック学習値SGの学習が禁止されるようになり、同図の領域R1でのサブフィードバック学習値SGの学習、詳しくは第1学習値Aのサブフィードバック補正値VHに基づく更新によるサブフィードバック学習値SGの学習も禁止されるようになる。このようにサブフィードバック学習値SGの学習を禁止することで、スロットルバルブ13が全開状態から閉じ側に駆動されているときの第1学習値Aの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習により、同学習値SGにおける上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値としての精度が低下することは抑制される。
Accordingly, learning of the sub-feedback learning value SG is prohibited in the region below the solid line H in FIG. 9, and learning of the sub-feedback learning value SG in the region R1 in FIG. Learning of the sub-feedback learning value SG by updating based on the sub-feedback correction value VH of A is also prohibited. By prohibiting learning of the sub-feedback learning value SG in this way, the learning of the sub-feedback learning value SG by updating the first learning value A when the
しかし、エンジン1の吸気圧が判定値以下になるとき、すなわち図9の実線Hよりも下側の領域でサブフィードバック学習値SGの学習を禁止すると、上記第1学習値Aの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習、及び第2学習値Bの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習が共に禁止される。言い換えれば、上記第1学習値Aの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習が禁止されるだけでなく、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値Bのサブフィードバック補正値VHの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習も禁止される。このため、サブフィードバック学習値SGの学習頻度が低下することは避けられなくなる。このようにサブフィードバック学習値SGの学習頻度が低下すると、上記原因以外の原因での実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれが生じている場合には、第2学習値Bの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習が禁止される分、そのずれに対応する値となるよう同学習値SGが学習されるまでに時間がかかるようになる。
However, when the intake pressure of the
また、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が中負荷運転時の値で固着したような場合、低負荷運転時におけるエンジン1の吸入空気量の必要量への調整がスロットルバルブ13の閉じ側への駆動によって実現される。このため、エンジン1の吸気圧が判定値以下になりやすくなる。言い換えれば、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の変化に伴うサブフィードバック学習値SGの推移を示す実線が図9の実線Hよりも下側のものになりやすくなる。このため、サブフィードバック学習値SGの学習が禁止されやすくなり、同学習値SGの学習頻度が一層低下しやすくなる。その結果、サブフィードバック学習値SGが上記定常的なずれに対応する値となるように学習されないまま同サブフィードバック学習値SGが燃料噴射量の補正に用いられ、それによってエンジン1の実空燃比が理論空燃比からずれたままとなり、三元触媒による効果的な排気浄化を行えなくなるおそれがある。
Further, when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are fixed at the values at the time of medium load operation, the adjustment of the intake air amount of the
次に、上記サブフィードバック学習値SGの算出に関係して生じる不具合に関する本実施形態の対策について説明する。
図10は、サブフィードバック学習値SGの学習を行うに当たり、その学習を第1学習値Aの更新により実現するか、あるいは第2学習値Bの更新により実現するかを決めるための更新ルーチンを示すフローチャートである。この更新ルーチンは、サブフィードバック学習値SGの学習が行われるとき、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
Next, the countermeasure of this embodiment regarding the malfunction which arises in connection with calculation of the said sub feedback learning value SG is demonstrated.
FIG. 10 shows an update routine for determining whether learning is performed by updating the first learning value A or by updating the second learning value B when learning the sub-feedback learning value SG. It is a flowchart. This update routine is periodically executed by, for example, a time interruption every predetermined time when the sub feedback learning value SG is learned.
同ルーチンにおいては、まず吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角、並びにエンジンの吸気圧に基づき、図6に示されるように補間補正値Kが算出され(S101)、その後に同補間補正値Kが予め定められた判定値J未満であるか否かが判断される(S102)。この判定値Jは、補間補正値Kの「0」から「1.0」までの可変設定範囲のうち使用頻度の高い範囲の中央または中央付近の値に定められている。 In this routine, first, an interpolation correction value K is calculated as shown in FIG. 6 based on the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 and the intake pressure of the engine (S101), and then the interpolation correction value K is calculated. Is less than a predetermined determination value J (S102). This determination value J is set to a value at or near the center of the frequently used range of the variable setting range from “0” to “1.0” of the interpolation correction value K.
上記補間補正値Kが判定値J以上であるときには、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さいときに対応する第1学習値Aのサブフィードバック補正値VHに基づく更新が行われ(S103)、その第1学習値Aの更新に基づきサブフィードバック学習値SGの学習が行われる。また、補間補正値Kが判断値J未満であるときには、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値Bのサブフィードバック補正値VHに基づく更新が行われ(S104)、その第2学習値Bの更新に基づきサブフィードバック学習値SGの学習が行われる。 When the interpolation correction value K is greater than or equal to the determination value J, an update based on the sub feedback correction value VH of the first learning value A corresponding to the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 is small (S103). The sub feedback learning value SG is learned based on the update of the first learning value A. When the interpolation correction value K is less than the determination value J, the second learning value B corresponding to when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are large is updated based on the sub feedback correction value VH (S104). ), The sub feedback learning value SG is learned based on the update of the second learning value B.
このように、サブフィードバック学習値SGの学習を補間補正値Kの大きさに応じて異なる態様で行うことにより、上述した不具合の発生を回避することができる。以下、この理由について図11を参照して説明する。 Thus, by performing learning of the sub-feedback learning value SG in a different manner depending on the magnitude of the interpolation correction value K, the occurrence of the above-described problems can be avoided. Hereinafter, this reason will be described with reference to FIG.
なお、図11は、図6と同じく補間補正値Kにおける吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角並びにエンジン1の吸気圧の変化に対する推移を示すとともに、その補間補正値Kと上記判定値Jとの関係を示している。また、図11における二点鎖線で囲まれた領域R2は、図9に示される領域R1に相当する領域となっている。従って、この領域R2に関しても、領域R1と同じく、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さい状態での第1学習値Aの更新に基づきサブフィードバック学習値SGが上記定常的なずれに対応する値として精度の低い値となるおそれがある領域ということになる。
FIG. 11 shows the transition with respect to changes in the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 and the intake pressure of the
上述したように、補間補正値Kが判定値J以上であるときのみ、第1学習値Aがサブフィードバック補正値VHに基づき更新され、それによってサブフィードバック学習値SGを上記原因による実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値とするための同学習値SGの学習が行われる。なお、補間補正値Kが判定値Jよりも大きくなるのは、スロットルバルブ13が全開もしくはほぼ全開となってエンジン1の吸気圧が高くなり、且つ吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さくなり、それによって補間補正値Kが大きくなるときである。
As described above, only when the interpolation correction value K is greater than or equal to the determination value J, the first learning value A is updated based on the sub-feedback correction value VH, thereby subtracting the sub-feedback learning value SG from the actual air-fuel ratio due to the above cause. Learning of the learning value SG is performed to obtain a value corresponding to a steady deviation with respect to the theoretical air-fuel ratio. The reason why the interpolation correction value K becomes larger than the judgment value J is that the
従って、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の小さい状態、且つスロットルバルブ13が閉じ側に駆動された状態となるとき、すなわち図中の領域R2において、第1学習値Aの更新による同学習値SGの学習が行われることはない。そして、そのようなサブフィードバック学習値SGの学習が行われることにより、同サブフィードバック学習値SGにおける上記原因によるエンジン1の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値としての精度が低下することは抑制される。
Accordingly, when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are small and the
一方、補間補正値Kが判定値J未満であるときには、上述したように第2学習値Bがサブフィードバック補正値VHに基づき更新され、それによってサブフィードバック学習値SGを実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値とするための同学習値SGの学習が行われる。なお、補間補正値Kが判定値J未満となるのは、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きくなり、それによって補間補正値Kが小さくなるときである。また、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が小さくても、スロットルバルブ13が閉じ側に駆動されてエンジン1の吸気圧が低くなるときには、補間補正値Kが判定値J未満となる可能性が高い。
On the other hand, when the interpolation correction value K is less than the determination value J, as described above, the second learning value B is updated based on the sub-feedback correction value VH, whereby the sub-feedback learning value SG is changed to the theoretical air-fuel ratio of the actual air-fuel ratio. Learning of the learning value SG is performed to obtain a value corresponding to a steady deviation with respect to. It should be noted that the interpolation correction value K is less than the determination value J when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are increased, thereby reducing the interpolation correction value K. Even if the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 are small, the interpolation correction value K may be less than the determination value J when the
従って、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角の小さい状態、且つスロットルバルブ13が閉じ側に駆動された状態であるとき、すなわち図中の領域R2において、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値Bの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習を行うことが可能になる。このため、上記のような状態のとき、すなわち領域R2において、第1学習値Aの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習、及び第2学習値Bの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習が共に禁止され、それによって同学習値SGの学習頻度が低下することは抑制される。詳しくは、上記原因以外の原因によるエンジン1の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれが生じている場合に、上記学習の禁止により第2学習値Bの更新を行えない分だけ、上記サブフィードバック学習値SGの学習頻度が低下するということは抑制される。その結果、上記定常的なずれに対応する値となるようサブフィードバック学習値SGが学習されるまでに時間がかかるという不具合が生じることはなくなる。
Accordingly, when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve 9 are small and the
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)補間補正値Kが判定値J以上であるときには第1学習値Aの更新に基づくサブフィードバック学習値SGの学習が行われ、補間補正値Kが判断値J未満であるときには第2学習値Bの更新に基づくサブフィードバック学習値SGの学習が行われる。これにより、スロットルバルブ13が閉じ側に駆動された状態での第1学習値Aの更新に基づくサブフィードバック学習値SGの学習により学習精度が低下することを抑制でき、且つ上記状態での第2学習値Bの更新に基づくサブフィードバック学習値SGの学習により同学習値SGの学習頻度の低下を抑制することができる。従って、こうしたサブフィードバック学習値SGをメインフィードバック補正値DFに反映し、同補正値DFにより燃料噴射量を補正してエンジン1の実空燃比と理論空燃比との定常的なずれの補償を行うことで、その補償を的確に行うことができるようになる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) When the interpolation correction value K is greater than or equal to the determination value J, learning of the sub-feedback learning value SG based on the update of the first learning value A is performed, and when the interpolation correction value K is less than the determination value J, second learning is performed. The sub feedback learning value SG based on the update of the value B is learned. Thereby, it is possible to suppress the learning accuracy from being lowered due to the learning of the sub feedback learning value SG based on the update of the first learning value A in the state where the
(2)上記判定値Jは、補間補正値Kにおける「0」から「1.0」までの可変設定範囲のうち使用頻度の高い範囲の中央または中央付近の値に定められている。このため、補間補正値Kが判定値J以上になる機会と判定値J未満になる機会とが均等に生じる可能性が高い。従って、補間補正値Kが判定値J以上になって第1学習値Aの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習が行われる頻度と、補間補正値Kが判定値J未満になって第2学習値Bの更新によるサブフィードバック学習値SGの学習が行われる頻度との均等化を図ることができる。 (2) The determination value J is set to a value at or near the center of the frequently used range of the variable setting range from “0” to “1.0” in the interpolation correction value K. For this reason, there is a high possibility that the opportunity for the interpolation correction value K to be equal to or greater than the determination value J and the opportunity for the interpolation correction value K to be less than the determination value J to occur equally. Accordingly, the frequency at which the sub feedback learning value SG is learned by updating the first learning value A when the interpolation correction value K is equal to or greater than the determination value J, and the second learning is performed when the interpolation correction value K is less than the determination value J. It is possible to equalize the frequency with which the sub feedback learning value SG is learned by updating the value B.
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・判定値Jに関しては、補間補正値Kにおける「0」から「1.0」までの可変設定範囲のうち使用頻度の高い範囲の中央や中央付近の値以外の値に定めることもできる。
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
The determination value J can be set to a value other than the value in the center or near the center of the frequently used range of the variable setting range from “0” to “1.0” in the interpolation correction value K.
・補間補正値Kに関しては、第1学習値Aと第2学習値Bとの差(「A−B」)に対し乗算される値を例示したが、これに代えて上記差に対し加算される値を採用することも可能である。 As for the interpolation correction value K, a value multiplied by the difference (“A−B”) between the first learning value A and the second learning value B is exemplified, but instead, it is added to the difference. It is also possible to adopt a value.
・第1学習値Aとして、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が最小値となるときに対応する値を採用する代わりに、それら最大リフト量及び作動角が最小値となるときよりもある程度大きい値となるときに対応する値を採用してもよい。この場合、こうした変更に対応して補間補正値Kも変更されることとなる。 As the first learning value A, instead of adopting the corresponding values when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 become the minimum values, to some extent than when the maximum lift amount and the operating angle become the minimum values A value corresponding to a large value may be adopted. In this case, the interpolation correction value K is also changed corresponding to such a change.
・第2学習値Bとして、吸気バルブ9の最大リフト量及び作動角が最大値となるときに対応する値を採用する代わりに、それら最大リフト量及び作動角が最大値となるときよりもある程度小さい値となるときに対応する値を採用してもよい。この場合、こうした変更に対応して補間補正値Kも変更されることとなる。 As the second learning value B, instead of adopting the corresponding values when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve 9 become the maximum values, a certain amount is obtained than when the maximum lift amount and the operating angle become the maximum values. A value corresponding to a small value may be adopted. In this case, the interpolation correction value K is also changed corresponding to such a change.
1…エンジン、2…燃焼室、3…吸気通路、4…燃料噴射弁、5…点火プラグ、6…ピストン、7…クランクシャフト、8…排気通路、9…吸気バルブ、10…排気バルブ、11…吸気カムシャフト、12…排気カムシャフト、13…スロットルバルブ、14…バルブリフト可変機構、15…電動モータ、16…触媒コンバータ、17…空燃比センサ、18…空燃比センサ、21…電子制御装置、27…アクセルペダル、28…アクセルポジションセンサ、30…スロットルポジションセンサ、32…エアフローメータ、33…吸気圧センサ、34…クランクポジションセンサ、35…位置センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記フィードバック学習値は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が小さいときに対応する第1学習値と、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きいときに対応する第2学習値と、現在の吸気バルブの最大リフト量及び作動角並びに現在の内燃機関の吸気圧に基づき可変設定される補間補正値とを用いて算出されるものであり、
前記補間補正値は、それに基づき算出される前記フィードバック学習値を現在の吸気バルブの最大リフト量及び作動角、並びに現在の吸気圧に対応する値となるようにすべく、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が大きくなるほど且つ前記吸気圧が低下するほど前記フィードバック学習値を減少させるよう小さくされるものであり、
前記フィードバック学習値を前記実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値とするための同フィードバック学習値の学習は、前記補間補正値が予め定められた判定値以上であるときには前記第1学習値を前記フィードバック補正値に基づき更新することで実現され、前記補間補正値が前記判定値未満であるときには前記第2学習値を前記フィードバック補正値に基づき更新することで実現される
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 A variable valve lift mechanism that adjusts the intake air amount by varying the maximum lift amount and operating angle of the intake valve that opens and closes to open / close the communication between the intake passage and the combustion chamber, and is provided in the intake passage and is fully open during normal operation. On the other hand, when the amount of intake air cannot be reduced only by driving the variable valve lift mechanism, a throttle valve that is driven to the closed side rather than the full open, and a signal that is provided in the exhaust passage and corresponds to the oxygen concentration in the exhaust gas A feedback correction value that is applied to an internal combustion engine that includes a sensor that outputs a sensor, and that increases or decreases based on a deviation from a target value, which is a value when the actual air-fuel ratio of the engine at the same output is the stoichiometric air-fuel ratio. And a feedback learning value learned to be a value corresponding to a steady deviation of the actual air-fuel ratio from the theoretical air-fuel ratio based on the feedback correction value that increases or decreases And by reflecting the fuel injection amount of the internal combustion engine, air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine for controlling the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine to the stoichiometric air-fuel ratio,
The feedback learning value includes a first learning value corresponding to when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve are small, a second learning value corresponding to when the maximum lift amount and operating angle of the intake valve is large, It is calculated using an interpolation correction value that is variably set based on the current maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the intake pressure of the current internal combustion engine,
The interpolation correction value is a maximum lift of the intake valve so that the feedback learning value calculated based on the interpolation correction value becomes a value corresponding to the current maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the current intake pressure. As the amount and operating angle increase and the intake pressure decreases, the feedback learning value is decreased.
The learning of the feedback learning value for setting the feedback learning value to a value corresponding to a steady deviation of the actual air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio is performed when the interpolation correction value is equal to or greater than a predetermined determination value. It is realized by updating the first learning value based on the feedback correction value, and is realized by updating the second learning value based on the feedback correction value when the interpolation correction value is less than the determination value. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine characterized by
前記第2学習値は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角が最大値になるときに対応する値であり、
前記補間補正値は、前記吸気バルブの最大リフト量及び作動角、並びに前記吸気圧に基づき「0」から「1.0」の範囲で可変とされ、前記最大リフト量及び作動角が大きくなるほど「0」に向けて小さくなるとともに、前記吸気圧が低くなるほど「0」に向かって小さくなるものであり、
前記フィードバック学習値は、同学習値を「SG」とし、前記第1学習値を「A」とし、前記第2学習値を「B」とし、前記補間補正値を「K」としたとき、次の式「SG=B+(A−B)・K」を用いて算出されるものであり、
前記判定値は、前記補間補正値における「0」から「1.0」までの可変設定範囲のうち使用頻度の高い範囲の中央または中央付近の値に定められている
請求項1記載の内燃機関の空燃比制御装置。 The first learning value is a value corresponding to when the maximum lift amount and the operating angle of the intake valve become a minimum value,
The second learning value is a value corresponding to the maximum lift amount and operating angle of the intake valve reaching a maximum value,
The interpolation correction value is variable in the range of “0” to “1.0” based on the maximum lift amount and operating angle of the intake valve and the intake pressure, and the larger the maximum lift amount and operating angle, the “ As the intake pressure decreases, the value decreases toward “0”.
The feedback learning value is the following when the learning value is “SG”, the first learning value is “A”, the second learning value is “B”, and the interpolation correction value is “K”. Is calculated using the equation “SG = B + (A−B) · K”,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the determination value is set to a value at or near a center of a frequently used range of a variable setting range from “0” to “1.0” in the interpolation correction value. Air-fuel ratio control device.
前記センサは、前記気筒に各々繋がる排気通路の集合部分とそれよりも下流側の触媒との間に設けられたセンサ、及び前記触媒よりも下流側に設けられたセンサであり、
前記フィードバック補正値は、前記触媒よりも下流側のセンサの出力と前記目標値との偏差に基づき増減し、前記触媒よりも上流側のセンサの出力に基づき内燃機関の実空燃比を理論空燃比とするための燃料噴射量の補正値として算出されて同燃料噴射量の補正に用いられるメインフィードバック補正値に反映されるサブフィードバック補正値であり、
前記フィードバック学習値は、前記サブフィードバック補正値に基づき、内燃機関の実空燃比の理論空燃比に対する定常的なずれに対応する値となるよう学習されて前記メインフィードバック補正値に反映されるサブフィードバック学習値である
請求項1又は2記載の内燃機関の空燃比制御装置。 The internal combustion engine has a plurality of cylinders,
The sensor is a sensor provided between a collection portion of exhaust passages connected to the cylinders and a catalyst downstream of the exhaust passage, and a sensor provided downstream of the catalyst,
The feedback correction value increases or decreases based on the deviation between the output of the sensor downstream of the catalyst and the target value, and the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine is calculated based on the output of the sensor upstream of the catalyst. Is a sub-feedback correction value that is calculated as a correction value for the fuel injection amount and reflected in the main feedback correction value that is used to correct the fuel injection amount,
The feedback learning value is learned based on the sub-feedback correction value to be a value corresponding to a steady deviation of the actual air-fuel ratio of the internal combustion engine from the stoichiometric air-fuel ratio, and is reflected in the main feedback correction value. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the learning value is a learning value.
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